[llvm/test/Object] - Cleanup and move out the yaml2obj tests.
[llvm-complete.git] / docs / LangRef.rst
blobabbd7941b5d82ed0aaa446545a8f5a2e26ce07e3
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 4
9 Abstract
10 ========
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.
19 Introduction
20 ============
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.
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.
43 .. _wellformed:
45 Well-Formedness
46 ---------------
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:
53 .. code-block:: llvm
55     %x = add i32 1, %x
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.
64 .. _identifiers:
66 Identifiers
67 ===========
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:
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.
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.
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 ``'@'``).
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
105 The easy way:
107 .. code-block:: llvm
109     %result = mul i32 %X, 8
111 After strength reduction:
113 .. code-block:: llvm
115     %result = shl i32 %X, 3
117 And the hard way:
119 .. code-block:: llvm
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
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.
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.
141 High Level Structure
142 ====================
144 Module Structure
145 ----------------
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:
154 .. code-block:: llvm
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
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
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
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``".
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>`.
187 .. _linkage:
189 Linkage Types
190 -------------
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
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.
244 .. _linkage_appending:
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.
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.
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.
275 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
276 other than ``external`` or ``extern_weak``.
278 .. _callingconv:
280 Calling Conventions
281 -------------------
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:
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:
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.
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.
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.
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.
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.
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).
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.
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.
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     preserved on the fast path, composed of the entry and exit blocks).
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.
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`.
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.
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.
448 .. _visibilitystyles:
450 Visibility Styles
451 -----------------
453 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
454 styles:
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.
475 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
476 visibility.
478 .. _dllstorageclass:
480 DLL Storage Classes
481 -------------------
483 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
484 DLL storage class:
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.
499 .. _tls_model:
501 Thread Local Storage Models
502 ---------------------------
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:
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.
516 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
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.
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.
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.
530 .. _runtime_preemption_model:
532 Runtime Preemption Specifiers
533 -----------------------------
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``.
539 ``dso_preemptable``
540     Indicates that the function or variable may be replaced by a symbol from
541     outside the linkage unit at runtime.
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.
548 .. _namedtypes:
550 Structure Types
551 ---------------
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.
558 An example of an identified structure specification is:
560 .. code-block:: llvm
562     %mytype = type { %mytype*, i32 }
564 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued. Only
565 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
567 .. _nointptrtype:
569 Non-Integral Pointer Type
570 -------------------------
572 Note: non-integral pointer types are a work in progress, and they should be
573 considered experimental at this time.
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).
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.
586 .. _globalvars:
588 Global Variables
589 ----------------
591 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
592 instead of run-time.
594 Global variable definitions must be initialized.
596 Global variables in other translation units can also be declared, in which
597 case they don't have an initializer.
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.
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.
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.
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.
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.
631 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
632 not be significant within the module.
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.
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.
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.
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``.
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``.
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>`.
675 Variables and aliases can have a
676 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
678 :ref:`Scalable vectors <t_vector>` cannot be global variables or members of
679 structs or arrays because their size is unknown at compile time.
681 Syntax::
683       @<GlobalVarName> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility]
684                          [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
685                          [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace]
686                          [ExternallyInitialized]
687                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
688                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
689                          [, align <Alignment>] (, !name !N)*
691 For example, the following defines a global in a numbered address space
692 with an initializer, section, and alignment:
694 .. code-block:: llvm
696     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
698 The following example just declares a global variable
700 .. code-block:: llvm
702    @G = external global i32
704 The following example defines a thread-local global with the
705 ``initialexec`` TLS model:
707 .. code-block:: llvm
709     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
711 .. _functionstructure:
713 Functions
714 ---------
716 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
717 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`runtime preemption
718 specifier <runtime_preemption_model>`,  an optional :ref:`visibility
719 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
720 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
721 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
722 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
723 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
724 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
725 an optional address space, an optional section, an optional alignment,
726 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
727 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
728 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`,
729 an optional :ref:`personality <personalityfn>`,
730 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`,
731 an opening curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
733 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
734 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility style
735 <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`, an
736 optional :ref:`calling convention <callingconv>`, an optional ``unnamed_addr``
737 or ``local_unnamed_addr`` attribute, an optional address space, a return type,
738 an optional :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function name, a possibly
739 empty list of arguments, an optional alignment, an optional :ref:`garbage
740 collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`, and an optional
741 :ref:`prologue <prologuedata>`.
743 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
744 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
745 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
746 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
747 function return). If an explicit label name is not provided, a block is assigned
748 an implicit numbered label, using the next value from the same counter as used
749 for unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a
750 function entry block does not have an explicit label, it will be assigned label
751 "%0", then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc. If a
752 numeric label is explicitly specified, it must match the numeric label that
753 would be used implicitly.
755 The first basic block in a function is special in two ways: it is
756 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
757 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
758 the entry block of a function). Because the block can have no
759 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
761 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
762 target supports it, it will emit functions to the section specified.
763 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
765 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
766 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
767 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
768 is specified, the function is forced to have at least that much
769 alignment. All alignments must be a power of 2.
771 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
772 be significant and two identical functions can be merged.
774 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
775 not be significant within the module.
777 If an explicit address space is not given, it will default to the program
778 address space from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
780 Syntax::
782     define [linkage] [PreemptionSpecifier] [visibility] [DLLStorageClass]
783            [cconv] [ret attrs]
784            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
785            [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace] [fn Attrs]
786            [section "name"] [comdat [($name)]] [align N] [gc] [prefix Constant]
787            [prologue Constant] [personality Constant] (!name !N)* { ... }
789 The argument list is a comma separated sequence of arguments where each
790 argument is of the following form:
792 Syntax::
794    <type> [parameter Attrs] [name]
797 .. _langref_aliases:
799 Aliases
800 -------
802 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
803 are just a new symbol and metadata for an existing position.
805 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
806 constant expression.
808 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
809 :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`, an optional
810 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
811 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
813 Syntax::
815     @<Name> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] alias <AliaseeTy>, <AliaseeTy>* @<Aliasee>
817 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
818 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
819 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
821 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
822 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
823 to the same content.
825 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
826 not be significant within the module.
828 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
829 some can only be checked when producing an object file:
831 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
832   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
834 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
835   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
836   object file.
838 * No global value in the expression can be a declaration, since that
839   would require a relocation, which is not possible.
841 .. _langref_ifunc:
843 IFuncs
844 -------
846 IFuncs, like as aliases, don't create any new data or func. They are just a new
847 symbol that dynamic linker resolves at runtime by calling a resolver function.
849 IFuncs have a name and a resolver that is a function called by dynamic linker
850 that returns address of another function associated with the name.
852 IFunc may have an optional :ref:`linkage type <linkage>` and an optional
853 :ref:`visibility style <visibility>`.
855 Syntax::
857     @<Name> = [Linkage] [Visibility] ifunc <IFuncTy>, <ResolverTy>* @<Resolver>
860 .. _langref_comdats:
862 Comdats
863 -------
865 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
867 Comdats have a name which represents the COMDAT key. All global objects that
868 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
869 that key over some other key. Aliases are placed in the same COMDAT that their
870 aliasee computes to, if any.
872 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
873 choose between keys in two different object files.
875 Syntax::
877     $<Name> = comdat SelectionKind
879 The selection kind must be one of the following:
881 ``any``
882     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
883 ``exactmatch``
884     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
885     same data.
886 ``largest``
887     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
888 ``noduplicates``
889     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
890 ``samesize``
891     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
892     same amount of data.
894 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs, and ELF and WebAssembly
895 only support ``any`` as a selection kind.
897 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
898 the COMDAT key's section is the largest:
900 .. code-block:: text
902    $foo = comdat largest
903    @foo = global i32 2, comdat($foo)
905    define void @bar() comdat($foo) {
906      ret void
907    }
909 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
910 the global name:
912 .. code-block:: text
914   $foo = comdat any
915   @foo = global i32 2, comdat
918 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
919 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
920 and another COMDAT section with selection kind
921 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
922 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
924 There are some restrictions on the properties of the global object.
925 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
926 targeting COFF.
927 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
928 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
929 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
930 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
931 if a collision occurs in the symbol table.
933 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
934 For example:
936 .. code-block:: text
938    $foo = comdat any
939    $bar = comdat any
940    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
941    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
943 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
944 with the same name. This is necessary because both globals belong to different
945 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
946 sections.
948 Note that certain IR constructs like global variables and functions may
949 create COMDATs in the object file in addition to any which are specified using
950 COMDAT IR. This arises when the code generator is configured to emit globals
951 in individual sections (e.g. when `-data-sections` or `-function-sections`
952 is supplied to `llc`).
954 .. _namedmetadatastructure:
956 Named Metadata
957 --------------
959 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
960 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
961 operands for a named metadata.
963 #. Named metadata are represented as a string of characters with the
964    metadata prefix. The rules for metadata names are the same as for
965    identifiers, but quoted names are not allowed. ``"\xx"`` type escapes
966    are still valid, which allows any character to be part of a name.
968 Syntax::
970     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
971     !0 = !{!"zero"}
972     !1 = !{!"one"}
973     !2 = !{!"two"}
974     ; A named metadata.
975     !name = !{!0, !1, !2}
977 .. _paramattrs:
979 Parameter Attributes
980 --------------------
982 The return type and each parameter of a function type may have a set of
983 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
984 used to communicate additional information about the result or
985 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
986 of the function, not of the function type, so functions with different
987 parameter attributes can have the same function type.
989 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
990 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
991 For example:
993 .. code-block:: llvm
995     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
996     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
997     declare signext i8 @returns_signed_char()
999 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
1000 ``readonly``) come immediately after the argument list.
1002 Currently, only the following parameter attributes are defined:
1004 ``zeroext``
1005     This indicates to the code generator that the parameter or return
1006     value should be zero-extended to the extent required by the target's
1007     ABI by the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
1008 ``signext``
1009     This indicates to the code generator that the parameter or return
1010     value should be sign-extended to the extent required by the target's
1011     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
1012     the callee (for a return value).
1013 ``inreg``
1014     This indicates that this parameter or return value should be treated
1015     in a special target-dependent fashion while emitting code for
1016     a function call or return (usually, by putting it in a register as
1017     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
1018     two different kinds of registers). Use of this attribute is
1019     target-specific.
1020 ``byval`` or ``byval(<ty>)``
1021     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
1022     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
1023     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
1024     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
1025     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
1026     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
1027     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
1028     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
1029     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
1030     values.
1032     The byval attribute also supports an optional type argument, which must be
1033     the same as the pointee type of the argument.
1035     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
1036     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
1037     form and the known alignment of the pointer specified to the call
1038     site. If the alignment is not specified, then the code generator
1039     makes a target-specific assumption.
1041 .. _attr_inalloca:
1043 ``inalloca``
1045     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
1046     address of outgoing stack arguments. An ``inalloca`` argument must
1047     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
1048     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
1049     inalloca keyword. Only the last argument may have the ``inalloca``
1050     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
1052     An argument allocation may be used by a call at most once because
1053     the call may deallocate it. The ``inalloca`` attribute cannot be
1054     used in conjunction with other attributes that affect argument
1055     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``. The
1056     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
1057     large aggregate return values, which means that frontend authors
1058     must lower them with ``sret`` pointers.
1060     When the call site is reached, the argument allocation must have
1061     been the most recent stack allocation that is still live, or the
1062     behavior is undefined. It is possible to allocate additional stack
1063     space after an argument allocation and before its call site, but it
1064     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
1065     <int_stackrestore>`.
1067     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
1068     attribute.
1070 ``sret``
1071     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
1072     structure that is the return value of the function in the source
1073     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
1074     loads and stores to the structure may be assumed by the callee not
1075     to trap and to be properly aligned. This is not a valid attribute
1076     for return values.
1078 .. _attr_align:
1080 ``align <n>``
1081     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
1082     have the specified alignment.  If the pointer value does not have the
1083     specified alignment, behavior is undefined.
1085     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
1086     ``byval`` attribute, which are documented there.
1088 .. _noalias:
1090 ``noalias``
1091     This indicates that objects accessed via pointer values
1092     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
1093     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
1094     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
1095     also has additional semantics described below. The caller shares the
1096     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
1097     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
1098     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
1100     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
1101     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
1103     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
1104     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
1105     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
1106     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
1107     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
1108     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
1109     storage for any other object accessible to the caller.
1111 ``nocapture``
1112     This indicates that the callee does not make any copies of the
1113     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
1114     attribute for return values.  Addresses used in volatile operations
1115     are considered to be captured.
1117 .. _nest:
1119 ``nest``
1120     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
1121     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
1122     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
1124 ``returned``
1125     This indicates that the function always returns the argument as its return
1126     value. This is a hint to the optimizer and code generator used when
1127     generating the caller, allowing value propagation, tail call optimization,
1128     and omission of register saves and restores in some cases; it is not
1129     checked or enforced when generating the callee. The parameter and the
1130     function return type must be valid operands for the
1131     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a valid attribute for
1132     return values and can only be applied to one parameter.
1134 ``nonnull``
1135     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
1136     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1137     checked or enforced by LLVM; if the parameter or return pointer is null,
1138     the behavior is undefined.
1140 ``dereferenceable(<n>)``
1141     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1142     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1143     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1144     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1145     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1146     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1147     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1148     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1149     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1151 ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1152     This indicates that the parameter or return value isn't both
1153     non-null and non-dereferenceable (up to ``<n>`` bytes) at the same
1154     time. All non-null pointers tagged with
1155     ``dereferenceable_or_null(<n>)`` are ``dereferenceable(<n>)``.
1156     For address space 0 ``dereferenceable_or_null(<n>)`` implies that
1157     a pointer is exactly one of ``dereferenceable(<n>)`` or ``null``,
1158     and in other address spaces ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1159     implies that a pointer is at least one of ``dereferenceable(<n>)``
1160     or ``null`` (i.e. it may be both ``null`` and
1161     ``dereferenceable(<n>)``). This attribute may only be applied to
1162     pointer typed parameters.
1164 ``swiftself``
1165     This indicates that the parameter is the self/context parameter. This is not
1166     a valid attribute for return values and can only be applied to one
1167     parameter.
1169 ``swifterror``
1170     This attribute is motivated to model and optimize Swift error handling. It
1171     can be applied to a parameter with pointer to pointer type or a
1172     pointer-sized alloca. At the call site, the actual argument that corresponds
1173     to a ``swifterror`` parameter has to come from a ``swifterror`` alloca or
1174     the ``swifterror`` parameter of the caller. A ``swifterror`` value (either
1175     the parameter or the alloca) can only be loaded and stored from, or used as
1176     a ``swifterror`` argument. This is not a valid attribute for return values
1177     and can only be applied to one parameter.
1179     These constraints allow the calling convention to optimize access to
1180     ``swifterror`` variables by associating them with a specific register at
1181     call boundaries rather than placing them in memory. Since this does change
1182     the calling convention, a function which uses the ``swifterror`` attribute
1183     on a parameter is not ABI-compatible with one which does not.
1185     These constraints also allow LLVM to assume that a ``swifterror`` argument
1186     does not alias any other memory visible within a function and that a
1187     ``swifterror`` alloca passed as an argument does not escape.
1189 ``immarg``
1190     This indicates the parameter is required to be an immediate
1191     value. This must be a trivial immediate integer or floating-point
1192     constant. Undef or constant expressions are not valid. This is
1193     only valid on intrinsic declarations and cannot be applied to a
1194     call site or arbitrary function.
1196 .. _gc:
1198 Garbage Collector Strategy Names
1199 --------------------------------
1201 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1202 string:
1204 .. code-block:: llvm
1206     define void @f() gc "name" { ... }
1208 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM
1209 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins. Specifying a GC
1210 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the
1211 named garbage collection algorithm. Note that LLVM itself does not contain a
1212 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1213 which can interoperate with a collector provided externally.
1215 .. _prefixdata:
1217 Prefix Data
1218 -----------
1220 Prefix data is data associated with a function which the code
1221 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1222 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1223 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1224 available through the function pointer while still allowing the
1225 function pointer to be called.
1227 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1228 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1229 index -1. This implies that the IR symbol points just past the end of
1230 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1231 with a single ``i32``,
1233 .. code-block:: llvm
1235     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1237 The prefix data can be referenced as,
1239 .. code-block:: llvm
1241     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1242     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1243     %b = load i32, i32* %a
1245 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1246 of the prefix data's type. The function will be placed such that the
1247 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1248 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1249 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1250 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1251 data.
1253 A function may have prefix data but no body. This has similar semantics
1254 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1255 optimizers but will not be emitted in the object file.
1257 .. _prologuedata:
1259 Prologue Data
1260 -------------
1262 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1263 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1264 function hot-patching and instrumentation.
1266 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1267 have a particular format. Specifically, it must begin with a sequence of
1268 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1269 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1270 the prologue data, without performing any other visible action. This allows
1271 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1272 definition without needing to reason about the prologue data. Obviously this
1273 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1275 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1276 which encodes the ``nop`` instruction:
1278 .. code-block:: text
1280     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1282 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1283 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1284 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1286 .. code-block:: text
1288     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1290     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1292 A function may have prologue data but no body. This has similar semantics
1293 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1294 optimizers but will not be emitted in the object file.
1296 .. _personalityfn:
1298 Personality Function
1299 --------------------
1301 The ``personality`` attribute permits functions to specify what function
1302 to use for exception handling.
1304 .. _attrgrp:
1306 Attribute Groups
1307 ----------------
1309 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1310 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1311 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1312 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1313 group will capture the important command line flags used to build that file.
1315 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1316 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1317 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1318 different groups are merged.
1320 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1321 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1323 .. code-block:: llvm
1325    ; Target-independent attributes:
1326    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1328    ; Target-dependent attributes:
1329    attributes #1 = { "no-sse" }
1331    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1332    define void @f() #0 #1 { ... }
1334 .. _fnattrs:
1336 Function Attributes
1337 -------------------
1339 Function attributes are set to communicate additional information about
1340 a function. Function attributes are considered to be part of the
1341 function, not of the function type, so functions with different function
1342 attributes can have the same function type.
1344 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1345 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1346 example:
1348 .. code-block:: llvm
1350     define void @f() noinline { ... }
1351     define void @f() alwaysinline { ... }
1352     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1353     define void @f() optsize { ... }
1355 ``alignstack(<n>)``
1356     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1357     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1358     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1359     parentheses.
1360 ``allocsize(<EltSizeParam>[, <NumEltsParam>])``
1361     This attribute indicates that the annotated function will always return at
1362     least a given number of bytes (or null). Its arguments are zero-indexed
1363     parameter numbers; if one argument is provided, then it's assumed that at
1364     least ``CallSite.Args[EltSizeParam]`` bytes will be available at the
1365     returned pointer. If two are provided, then it's assumed that
1366     ``CallSite.Args[EltSizeParam] * CallSite.Args[NumEltsParam]`` bytes are
1367     available. The referenced parameters must be integer types. No assumptions
1368     are made about the contents of the returned block of memory.
1369 ``alwaysinline``
1370     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1371     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1372     inlining size threshold for this caller.
1373 ``builtin``
1374     This indicates that the callee function at a call site should be
1375     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1376     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1377     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1378     attribute.
1379 ``cold``
1380     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1381     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1382     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1383     weight.
1384 ``convergent``
1385     In some parallel execution models, there exist operations that cannot be
1386     made control-dependent on any additional values.  We call such operations
1387     ``convergent``, and mark them with this attribute.
1389     The ``convergent`` attribute may appear on functions or call/invoke
1390     instructions.  When it appears on a function, it indicates that calls to
1391     this function should not be made control-dependent on additional values.
1392     For example, the intrinsic ``llvm.nvvm.barrier0`` is ``convergent``, so
1393     calls to this intrinsic cannot be made control-dependent on additional
1394     values.
1396     When it appears on a call/invoke, the ``convergent`` attribute indicates
1397     that we should treat the call as though we're calling a convergent
1398     function.  This is particularly useful on indirect calls; without this we
1399     may treat such calls as though the target is non-convergent.
1401     The optimizer may remove the ``convergent`` attribute on functions when it
1402     can prove that the function does not execute any convergent operations.
1403     Similarly, the optimizer may remove ``convergent`` on calls/invokes when it
1404     can prove that the call/invoke cannot call a convergent function.
1405 ``inaccessiblememonly``
1406     This attribute indicates that the function may only access memory that
1407     is not accessible by the module being compiled. This is a weaker form
1408     of ``readnone``. If the function reads or writes other memory, the
1409     behavior is undefined.
1410 ``inaccessiblemem_or_argmemonly``
1411     This attribute indicates that the function may only access memory that is
1412     either not accessible by the module being compiled, or is pointed to
1413     by its pointer arguments. This is a weaker form of  ``argmemonly``. If the
1414     function reads or writes other memory, the behavior is undefined.
1415 ``inlinehint``
1416     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1417     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1418     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1419     inliner.
1420 ``jumptable``
1421     This attribute indicates that the function should be added to a
1422     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1423     references to this function should be replaced with a reference to the
1424     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1425     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1426     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1427     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1428 ``minsize``
1429     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1430     passes make choices that keep the code size of this function as small
1431     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1432     performance in order to minimize the size of the generated code.
1433 ``naked``
1434     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1435     function. This can have very system-specific consequences.
1436 ``no-jump-tables``
1437     When this attribute is set to true, the jump tables and lookup tables that
1438     can be generated from a switch case lowering are disabled.
1439 ``nobuiltin``
1440     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1441     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1442     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1443     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1444     and on function declarations and definitions.
1445 ``noduplicate``
1446     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1447     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1448     within its parent function, but may not be duplicated within
1449     its parent function.
1451     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1452     be an inlining candidate, provided that the call is not
1453     duplicated by inlining. That implies that the function has
1454     internal linkage and only has one call site, so the original
1455     call is dead after inlining.
1456 ``nofree``
1457     This function attribute indicates that the function does not, directly or
1458     indirectly, call a memory-deallocation function (free, for example). As a
1459     result, uncaptured pointers that are known to be dereferenceable prior to a
1460     call to a function with the ``nofree`` attribute are still known to be
1461     dereferenceable after the call (the capturing condition is necessary in
1462     environments where the function might communicate the pointer to another thread
1463     which then deallocates the memory).
1464 ``noimplicitfloat``
1465     This attributes disables implicit floating-point instructions.
1466 ``noinline``
1467     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1468     function in any situation. This attribute may not be used together
1469     with the ``alwaysinline`` attribute.
1470 ``nonlazybind``
1471     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1472     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1473     startup time if the function is not called during program startup.
1474 ``noredzone``
1475     This attribute indicates that the code generator should not use a
1476     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1477 ``indirect-tls-seg-refs``
1478     This attribute indicates that the code generator should not use
1479     direct TLS access through segment registers, even if the
1480     target-specific ABI normally permits it.
1481 ``noreturn``
1482     This function attribute indicates that the function never returns
1483     normally, hence through a return instruction. This produces undefined
1484     behavior at runtime if the function ever does dynamically return. Annotated
1485     functions may still raise an exception, i.a., ``nounwind`` is not implied.
1486 ``norecurse``
1487     This function attribute indicates that the function does not call itself
1488     either directly or indirectly down any possible call path. This produces
1489     undefined behavior at runtime if the function ever does recurse.
1490 ``willreturn``
1491     This function attribute indicates that a call of this function will
1492     either exhibit undefined behavior or comes back and continues execution
1493     at a point in the existing call stack that includes the current invocation.
1494     Annotated functions may still raise an exception, i.a., ``nounwind`` is not implied.
1495     If an invocation of an annotated function does not return control back
1496     to a point in the call stack, the behavior is undefined.
1497 ``nosync``
1498     This function attribute indicates that the function does not communicate
1499     (synchronize) with another thread through memory or other well-defined means.
1500     Synchronization is considered possible in the presence of `atomic` accesses
1501     that enforce an order, thus not "unordered" and "monotonic", `volatile` accesses,
1502     as well as `convergent` function calls. Note that through `convergent` function calls
1503     non-memory communication, e.g., cross-lane operations, are possible and are also
1504     considered synchronization. However `convergent` does not contradict `nosync`.
1505     If an annotated function does ever synchronize with another thread,
1506     the behavior is undefined.
1507 ``nounwind``
1508     This function attribute indicates that the function never raises an
1509     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1510     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1511     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1512     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1513     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1514 ``"null-pointer-is-valid"``
1515    If ``"null-pointer-is-valid"`` is set to ``"true"``, then ``null`` address
1516    in address-space 0 is considered to be a valid address for memory loads and
1517    stores. Any analysis or optimization should not treat dereferencing a
1518    pointer to ``null`` as undefined behavior in this function.
1519    Note: Comparing address of a global variable to ``null`` may still
1520    evaluate to false because of a limitation in querying this attribute inside
1521    constant expressions.
1522 ``optforfuzzing``
1523     This attribute indicates that this function should be optimized
1524     for maximum fuzzing signal.
1525 ``optnone``
1526     This function attribute indicates that most optimization passes will skip
1527     this function, with the exception of interprocedural optimization passes.
1528     Code generation defaults to the "fast" instruction selector.
1529     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1530     attribute; this attribute is also incompatible
1531     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1533     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1534     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1535     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1536     candidates for inlining into the body of this function.
1537 ``optsize``
1538     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1539     passes make choices that keep the code size of this function low,
1540     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1541     long as they do not significantly impact runtime performance.
1542 ``"patchable-function"``
1543     This attribute tells the code generator that the code
1544     generated for this function needs to follow certain conventions that
1545     make it possible for a runtime function to patch over it later.
1546     The exact effect of this attribute depends on its string value,
1547     for which there currently is one legal possibility:
1549      * ``"prologue-short-redirect"`` - This style of patchable
1550        function is intended to support patching a function prologue to
1551        redirect control away from the function in a thread safe
1552        manner.  It guarantees that the first instruction of the
1553        function will be large enough to accommodate a short jump
1554        instruction, and will be sufficiently aligned to allow being
1555        fully changed via an atomic compare-and-swap instruction.
1556        While the first requirement can be satisfied by inserting large
1557        enough NOP, LLVM can and will try to re-purpose an existing
1558        instruction (i.e. one that would have to be emitted anyway) as
1559        the patchable instruction larger than a short jump.
1561        ``"prologue-short-redirect"`` is currently only supported on
1562        x86-64.
1564     This attribute by itself does not imply restrictions on
1565     inter-procedural optimizations.  All of the semantic effects the
1566     patching may have to be separately conveyed via the linkage type.
1567 ``"probe-stack"``
1568     This attribute indicates that the function will trigger a guard region
1569     in the end of the stack. It ensures that accesses to the stack must be
1570     no further apart than the size of the guard region to a previous
1571     access of the stack. It takes one required string value, the name of
1572     the stack probing function that will be called.
1574     If a function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into
1575     a function with another ``"probe-stack"`` attribute, the resulting
1576     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the caller. If a
1577     function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into a
1578     function that has no ``"probe-stack"`` attribute at all, the resulting
1579     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the callee.
1580 ``readnone``
1581     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1582     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1583     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1584     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1585     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1586     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1587     to callers. This means while it cannot unwind exceptions by calling
1588     the ``C++`` exception throwing methods (since they write to memory), there may
1589     be non-``C++`` mechanisms that throw exceptions without writing to LLVM
1590     visible memory.
1592     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1593     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1594     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1596     If a readnone function reads or writes memory visible to the program, or
1597     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads from
1598     or writes to a readnone pointer argument, the behavior is undefined.
1599 ``readonly``
1600     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1601     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1602     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1603     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1604     state that may be set in the caller. A readonly function always
1605     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1606     called with the same set of arguments and global state.  This means while it
1607     cannot unwind exceptions by calling the ``C++`` exception throwing methods
1608     (since they write to memory), there may be non-``C++`` mechanisms that throw
1609     exceptions without writing to LLVM visible memory.
1611     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1612     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1613     the pointer points to.
1615     If a readonly function writes memory visible to the program, or
1616     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function writes to
1617     a readonly pointer argument, the behavior is undefined.
1618 ``"stack-probe-size"``
1619     This attribute controls the behavior of stack probes: either
1620     the ``"probe-stack"`` attribute, or ABI-required stack probes, if any.
1621     It defines the size of the guard region. It ensures that if the function
1622     may use more stack space than the size of the guard region, stack probing
1623     sequence will be emitted. It takes one required integer value, which
1624     is 4096 by default.
1626     If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is inlined into
1627     a function with another ``"stack-probe-size"`` attribute, the resulting
1628     function has the ``"stack-probe-size"`` attribute that has the lower
1629     numeric value. If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is
1630     inlined into a function that has no ``"stack-probe-size"`` attribute
1631     at all, the resulting function has the ``"stack-probe-size"`` attribute
1632     of the callee.
1633 ``"no-stack-arg-probe"``
1634     This attribute disables ABI-required stack probes, if any.
1635 ``writeonly``
1636     On a function, this attribute indicates that the function may write to but
1637     does not read from memory.
1639     On an argument, this attribute indicates that the function may write to but
1640     does not read through this pointer argument (even though it may read from
1641     the memory that the pointer points to).
1643     If a writeonly function reads memory visible to the program, or
1644     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads
1645     from a writeonly pointer argument, the behavior is undefined.
1646 ``argmemonly``
1647     This attribute indicates that the only memory accesses inside function are
1648     loads and stores from objects pointed to by its pointer-typed arguments,
1649     with arbitrary offsets. Or in other words, all memory operations in the
1650     function can refer to memory only using pointers based on its function
1651     arguments.
1653     Note that ``argmemonly`` can be used together with ``readonly`` attribute
1654     in order to specify that function reads only from its arguments.
1656     If an argmemonly function reads or writes memory other than the pointer
1657     arguments, or has other side-effects, the behavior is undefined.
1658 ``returns_twice``
1659     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1660     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1661     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1662     functions.
1663 ``safestack``
1664     This attribute indicates that
1665     `SafeStack <http://clang.llvm.org/docs/SafeStack.html>`_
1666     protection is enabled for this function.
1668     If a function that has a ``safestack`` attribute is inlined into a
1669     function that doesn't have a ``safestack`` attribute or which has an
1670     ``ssp``, ``sspstrong`` or ``sspreq`` attribute, then the resulting
1671     function will have a ``safestack`` attribute.
1672 ``sanitize_address``
1673     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1674     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1675 ``sanitize_memory``
1676     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1677     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1678 ``sanitize_thread``
1679     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1680     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1681 ``sanitize_hwaddress``
1682     This attribute indicates that HWAddressSanitizer checks
1683     (dynamic address safety analysis based on tagged pointers) are enabled for
1684     this function.
1685 ``sanitize_memtag``
1686     This attribute indicates that MemTagSanitizer checks
1687     (dynamic address safety analysis based on Armv8 MTE) are enabled for
1688     this function.
1689 ``speculative_load_hardening``
1690     This attribute indicates that
1691     `Speculative Load Hardening <https://llvm.org/docs/SpeculativeLoadHardening.html>`_
1692     should be enabled for the function body.
1694     Speculative Load Hardening is a best-effort mitigation against
1695     information leak attacks that make use of control flow
1696     miss-speculation - specifically miss-speculation of whether a branch
1697     is taken or not. Typically vulnerabilities enabling such attacks are
1698     classified as "Spectre variant #1". Notably, this does not attempt to
1699     mitigate against miss-speculation of branch target, classified as
1700     "Spectre variant #2" vulnerabilities.
1702     When inlining, the attribute is sticky. Inlining a function that carries
1703     this attribute will cause the caller to gain the attribute. This is intended
1704     to provide a maximally conservative model where the code in a function
1705     annotated with this attribute will always (even after inlining) end up
1706     hardened.
1707 ``speculatable``
1708     This function attribute indicates that the function does not have any
1709     effects besides calculating its result and does not have undefined behavior.
1710     Note that ``speculatable`` is not enough to conclude that along any
1711     particular execution path the number of calls to this function will not be
1712     externally observable. This attribute is only valid on functions
1713     and declarations, not on individual call sites. If a function is
1714     incorrectly marked as speculatable and really does exhibit
1715     undefined behavior, the undefined behavior may be observed even
1716     if the call site is dead code.
1718 ``ssp``
1719     This attribute indicates that the function should emit a stack
1720     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1721     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1722     return from the function to see if it has been overwritten. A
1723     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1724     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1726     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1727     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1728     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1729       ``ssp-buffer-size``.
1731     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1732     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1734     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1735     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1736     function will have an ``ssp`` attribute.
1737 ``sspreq``
1738     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1739     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1740     attribute.
1742     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1743     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1744     The specific layout rules are:
1746     #. Large arrays and structures containing large arrays
1747        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1748     #. Small arrays and structures containing small arrays
1749        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1750     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1751        protector.
1753     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1754     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1755     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1756     an ``sspreq`` attribute.
1757 ``sspstrong``
1758     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1759     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1760     determining if a function needs stack protectors. The strong heuristic
1761     will enable protectors for functions with:
1763     - Arrays of any size and type
1764     - Aggregates containing an array of any size and type.
1765     - Calls to alloca().
1766     - Local variables that have had their address taken.
1768     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1769     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1770     The specific layout rules are:
1772     #. Large arrays and structures containing large arrays
1773        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1774     #. Small arrays and structures containing small arrays
1775        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1776     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1777        protector.
1779     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1781     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1782     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1783     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1784 ``strictfp``
1785     This attribute indicates that the function was called from a scope that
1786     requires strict floating-point semantics.  LLVM will not attempt any
1787     optimizations that require assumptions about the floating-point rounding
1788     mode or that might alter the state of floating-point status flags that
1789     might otherwise be set or cleared by calling this function.
1790 ``"thunk"``
1791     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1792     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1793     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1794     match the thunk target prototype.
1795 ``uwtable``
1796     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1797     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1798     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1799     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1800     units.
1801 ``nocf_check``
1802     This attribute indicates that no control-flow check will be performed on
1803     the attributed entity. It disables -fcf-protection=<> for a specific
1804     entity to fine grain the HW control flow protection mechanism. The flag
1805     is target independent and currently appertains to a function or function
1806     pointer.
1807 ``shadowcallstack``
1808     This attribute indicates that the ShadowCallStack checks are enabled for
1809     the function. The instrumentation checks that the return address for the
1810     function has not changed between the function prolog and eiplog. It is
1811     currently x86_64-specific.
1813 .. _glattrs:
1815 Global Attributes
1816 -----------------
1818 Attributes may be set to communicate additional information about a global variable.
1819 Unlike :ref:`function attributes <fnattrs>`, attributes on a global variable
1820 are grouped into a single :ref:`attribute group <attrgrp>`.
1822 .. _opbundles:
1824 Operand Bundles
1825 ---------------
1827 Operand bundles are tagged sets of SSA values that can be associated
1828 with certain LLVM instructions (currently only ``call`` s and
1829 ``invoke`` s).  In a way they are like metadata, but dropping them is
1830 incorrect and will change program semantics.
1832 Syntax::
1834     operand bundle set ::= '[' operand bundle (, operand bundle )* ']'
1835     operand bundle ::= tag '(' [ bundle operand ] (, bundle operand )* ')'
1836     bundle operand ::= SSA value
1837     tag ::= string constant
1839 Operand bundles are **not** part of a function's signature, and a
1840 given function may be called from multiple places with different kinds
1841 of operand bundles.  This reflects the fact that the operand bundles
1842 are conceptually a part of the ``call`` (or ``invoke``), not the
1843 callee being dispatched to.
1845 Operand bundles are a generic mechanism intended to support
1846 runtime-introspection-like functionality for managed languages.  While
1847 the exact semantics of an operand bundle depend on the bundle tag,
1848 there are certain limitations to how much the presence of an operand
1849 bundle can influence the semantics of a program.  These restrictions
1850 are described as the semantics of an "unknown" operand bundle.  As
1851 long as the behavior of an operand bundle is describable within these
1852 restrictions, LLVM does not need to have special knowledge of the
1853 operand bundle to not miscompile programs containing it.
1855 - The bundle operands for an unknown operand bundle escape in unknown
1856   ways before control is transferred to the callee or invokee.
1857 - Calls and invokes with operand bundles have unknown read / write
1858   effect on the heap on entry and exit (even if the call target is
1859   ``readnone`` or ``readonly``), unless they're overridden with
1860   callsite specific attributes.
1861 - An operand bundle at a call site cannot change the implementation
1862   of the called function.  Inter-procedural optimizations work as
1863   usual as long as they take into account the first two properties.
1865 More specific types of operand bundles are described below.
1867 .. _deopt_opbundles:
1869 Deoptimization Operand Bundles
1870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1872 Deoptimization operand bundles are characterized by the ``"deopt"``
1873 operand bundle tag.  These operand bundles represent an alternate
1874 "safe" continuation for the call site they're attached to, and can be
1875 used by a suitable runtime to deoptimize the compiled frame at the
1876 specified call site.  There can be at most one ``"deopt"`` operand
1877 bundle attached to a call site.  Exact details of deoptimization is
1878 out of scope for the language reference, but it usually involves
1879 rewriting a compiled frame into a set of interpreted frames.
1881 From the compiler's perspective, deoptimization operand bundles make
1882 the call sites they're attached to at least ``readonly``.  They read
1883 through all of their pointer typed operands (even if they're not
1884 otherwise escaped) and the entire visible heap.  Deoptimization
1885 operand bundles do not capture their operands except during
1886 deoptimization, in which case control will not be returned to the
1887 compiled frame.
1889 The inliner knows how to inline through calls that have deoptimization
1890 operand bundles.  Just like inlining through a normal call site
1891 involves composing the normal and exceptional continuations, inlining
1892 through a call site with a deoptimization operand bundle needs to
1893 appropriately compose the "safe" deoptimization continuation.  The
1894 inliner does this by prepending the parent's deoptimization
1895 continuation to every deoptimization continuation in the inlined body.
1896 E.g. inlining ``@f`` into ``@g`` in the following example
1898 .. code-block:: llvm
1900     define void @f() {
1901       call void @x()  ;; no deopt state
1902       call void @y() [ "deopt"(i32 10) ]
1903       call void @y() [ "deopt"(i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1904       ret void
1905     }
1907     define void @g() {
1908       call void @f() [ "deopt"(i32 20) ]
1909       ret void
1910     }
1912 will result in
1914 .. code-block:: llvm
1916     define void @g() {
1917       call void @x()  ;; still no deopt state
1918       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10) ]
1919       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1920       ret void
1921     }
1923 It is the frontend's responsibility to structure or encode the
1924 deoptimization state in a way that syntactically prepending the
1925 caller's deoptimization state to the callee's deoptimization state is
1926 semantically equivalent to composing the caller's deoptimization
1927 continuation after the callee's deoptimization continuation.
1929 .. _ob_funclet:
1931 Funclet Operand Bundles
1932 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1934 Funclet operand bundles are characterized by the ``"funclet"``
1935 operand bundle tag.  These operand bundles indicate that a call site
1936 is within a particular funclet.  There can be at most one
1937 ``"funclet"`` operand bundle attached to a call site and it must have
1938 exactly one bundle operand.
1940 If any funclet EH pads have been "entered" but not "exited" (per the
1941 `description in the EH doc\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
1942 it is undefined behavior to execute a ``call`` or ``invoke`` which:
1944 * does not have a ``"funclet"`` bundle and is not a ``call`` to a nounwind
1945   intrinsic, or
1946 * has a ``"funclet"`` bundle whose operand is not the most-recently-entered
1947   not-yet-exited funclet EH pad.
1949 Similarly, if no funclet EH pads have been entered-but-not-yet-exited,
1950 executing a ``call`` or ``invoke`` with a ``"funclet"`` bundle is undefined behavior.
1952 GC Transition Operand Bundles
1953 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1955 GC transition operand bundles are characterized by the
1956 ``"gc-transition"`` operand bundle tag. These operand bundles mark a
1957 call as a transition between a function with one GC strategy to a
1958 function with a different GC strategy. If coordinating the transition
1959 between GC strategies requires additional code generation at the call
1960 site, these bundles may contain any values that are needed by the
1961 generated code.  For more details, see :ref:`GC Transitions
1962 <gc_transition_args>`.
1964 .. _moduleasm:
1966 Module-Level Inline Assembly
1967 ----------------------------
1969 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1970 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1971 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1972 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1974 .. code-block:: llvm
1976     module asm "inline asm code goes here"
1977     module asm "more can go here"
1979 The strings can contain any character by escaping non-printable
1980 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1981 two digit hex code for the number.
1983 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1984 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1986 .. _langref_datalayout:
1988 Data Layout
1989 -----------
1991 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1992 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1993 simply:
1995 .. code-block:: llvm
1997     target datalayout = "layout specification"
1999 The *layout specification* consists of a list of specifications
2000 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
2001 with a letter and may include other information after the letter to
2002 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
2003 as follows:
2005 ``E``
2006     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
2007     the bits with the most significance have the lowest address
2008     location.
2009 ``e``
2010     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
2011     is, the bits with the least significance have the lowest address
2012     location.
2013 ``S<size>``
2014     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
2015     promotion of stack variables is limited to the natural stack
2016     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
2017     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
2018     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
2019     alignment promotions.
2020 ``P<address space>``
2021     Specifies the address space that corresponds to program memory.
2022     Harvard architectures can use this to specify what space LLVM
2023     should place things such as functions into. If omitted, the
2024     program memory space defaults to the default address space of 0,
2025     which corresponds to a Von Neumann architecture that has code
2026     and data in the same space.
2027 ``A<address space>``
2028     Specifies the address space of objects created by '``alloca``'.
2029     Defaults to the default address space of 0.
2030 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>:<idx>``
2031     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
2032     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. The fourth parameter
2033     ``<idx>`` is a size of index that used for address calculation. If not
2034     specified, the default index size is equal to the pointer size. All sizes
2035     are in bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
2036     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
2037     in the range [1,2^23).
2038 ``i<size>:<abi>:<pref>``
2039     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
2040     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
2041 ``v<size>:<abi>:<pref>``
2042     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
2043     ``<size>``.
2044 ``f<size>:<abi>:<pref>``
2045     This specifies the alignment for a floating-point type of a given bit
2046     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
2047     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
2048     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
2049     targets.
2050 ``a:<abi>:<pref>``
2051     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
2052 ``F<type><abi>``
2053     This specifies the alignment for function pointers.
2054     The options for ``<type>`` are:
2056     * ``i``: The alignment of function pointers is independent of the alignment
2057       of functions, and is a multiple of ``<abi>``.
2058     * ``n``: The alignment of function pointers is a multiple of the explicit
2059       alignment specified on the function, and is a multiple of ``<abi>``.
2060 ``m:<mangling>``
2061     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. Symbols
2062     prefixed with the mangling escape character ``\01`` are passed through
2063     directly to the assembler without the escape character. The mangling style
2064     options are
2066     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
2067     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
2068     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
2069       symbols get a ``_`` prefix.
2070     * ``x``: Windows x86 COFF mangling: Private symbols get the usual prefix.
2071       Regular C symbols get a ``_`` prefix. Functions with ``__stdcall``,
2072       ``__fastcall``, and ``__vectorcall`` have custom mangling that appends
2073       ``@N`` where N is the number of bytes used to pass parameters. C++ symbols
2074       starting with ``?`` are not mangled in any way.
2075     * ``w``: Windows COFF mangling: Similar to ``x``, except that normal C
2076       symbols do not receive a ``_`` prefix.
2077 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
2078     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
2079     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
2080     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
2081     this set are considered to support most general arithmetic operations
2082     efficiently.
2083 ``ni:<address space0>:<address space1>:<address space2>...``
2084     This specifies pointer types with the specified address spaces
2085     as :ref:`Non-Integral Pointer Type <nointptrtype>` s.  The ``0``
2086     address space cannot be specified as non-integral.
2088 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
2089 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
2090 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
2092 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
2093 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
2094 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
2095 specifications are given in this list:
2097 -  ``E`` - big endian
2098 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
2099 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
2100    same as the default address space.
2101 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
2102 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
2103 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
2104 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
2105 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
2106 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
2107    alignment of 64-bits
2108 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
2109 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
2110 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
2111 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
2112 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
2113 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
2114 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
2116 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
2117 following rules:
2119 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
2120    that specification is used.
2121 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
2122    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
2123    sought type is used. If none of the specifications are larger than
2124    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
2125    given the default specifications above, the i7 type will use the
2126    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
2127    alignment of i64 (largest specified).
2128 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
2129    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
2130    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
2131    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
2133 The function of the data layout string may not be what you expect.
2134 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
2135 the code generator should use.
2137 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
2138 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
2139 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
2140 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
2141 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
2142 don't specify the string, the default specifications will be used to
2143 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
2144 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
2145 these default specifications.
2147 .. _langref_triple:
2149 Target Triple
2150 -------------
2152 A module may specify a target triple string that describes the target
2153 host. The syntax for the target triple is simply:
2155 .. code-block:: llvm
2157     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
2159 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
2160 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
2164     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
2165     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
2167 This information is passed along to the backend so that it generates
2168 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
2169 command line with the ``-mtriple`` command line option.
2171 .. _pointeraliasing:
2173 Pointer Aliasing Rules
2174 ----------------------
2176 Any memory access must be done through a pointer value associated with
2177 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
2178 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
2179 to the following rules:
2181 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
2182    value it is *based* on.
2183 -  An address of a global variable is associated with the address range
2184    of the variable's storage.
2185 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
2186    address range of the allocated storage.
2187 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
2188    address.
2189 -  An :ref:`undef value <undefvalues>` in *any* address-space is
2190    associated with no address.
2191 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
2192    a function not defined within LLVM may be associated with address
2193    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
2194    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
2195    allocated by mechanisms provided by LLVM.
2197 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
2198 following rules:
2200 -  A pointer value formed from a scalar ``getelementptr`` operation is *based* on
2201    the pointer-typed operand of the ``getelementptr``.
2202 -  The pointer in lane *l* of the result of a vector ``getelementptr`` operation
2203    is *based* on the pointer in lane *l* of the vector-of-pointers-typed operand
2204    of the ``getelementptr``.
2205 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
2206    ``bitcast``.
2207 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
2208    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
2209    the pointer's value.
2210 -  The "*based* on" relationship is transitive.
2212 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
2213 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
2215 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
2216 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
2217 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
2218 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
2219 alignment of the store.
2221 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
2222 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
2223 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
2224 which specialized optimization passes may use to implement type-based
2225 alias analysis.
2227 .. _volatile:
2229 Volatile Memory Accesses
2230 ------------------------
2232 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
2233 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
2234 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
2235 volatile operations or change their order of execution relative to other
2236 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
2237 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
2238 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
2240 A volatile load or store may have additional target-specific semantics.
2241 Any volatile operation can have side effects, and any volatile operation
2242 can read and/or modify state which is not accessible via a regular load
2243 or store in this module. Volatile operations may use addresses which do
2244 not point to memory (like MMIO registers). This means the compiler may
2245 not use a volatile operation to prove a non-volatile access to that
2246 address has defined behavior.
2248 The allowed side-effects for volatile accesses are limited.  If a
2249 non-volatile store to a given address would be legal, a volatile
2250 operation may modify the memory at that address. A volatile operation
2251 may not modify any other memory accessible by the module being compiled.
2252 A volatile operation may not call any code in the current module.
2254 The compiler may assume execution will continue after a volatile operation,
2255 so operations which modify memory or may have undefined behavior can be
2256 hoisted past a volatile operation.
2258 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
2259 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
2260 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
2261 target-legal volatile load/store instructions.
2263 .. admonition:: Rationale
2265  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
2266  data width to be executed as single instruction. For example, in C
2267  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
2268  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
2269  frontend upholds these expectations, which are intentionally
2270  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
2271  do not violate the frontend's contract with the language.
2273 .. _memmodel:
2275 Memory Model for Concurrent Operations
2276 --------------------------------------
2278 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
2279 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
2280 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
2281 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
2283 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
2285 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
2286 that
2288 -  Is a superset of single-thread program order, and
2289 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
2290    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
2291    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
2292    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
2293    Constraints <ordering>`).
2295 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
2296 between a thread and signals executing inside that thread.
2298 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
2299 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
2300 (defined) write operations (store instructions, atomic
2301 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
2302 section, initialized globals are considered to have a write of the
2303 initializer which is atomic and happens before any other read or write
2304 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
2305 may see any write to the same byte, except:
2307 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
2308    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
2309    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
2310 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
2311    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
2313 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
2315 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
2316    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
2317    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
2318    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
2319    synchronization.)
2320 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
2321    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
2322 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
2323    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
2324 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
2325    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
2326    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
2327    constraints on how the choice is made.
2328 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
2330 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
2331 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
2332 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
2333 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
2334 than one instruction to read the series of bytes.
2336 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
2337 model places only one restriction on IR transformations on top of what
2338 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
2339 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
2340 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
2341 from an address, introducing a store can change a load that may see
2342 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
2344 .. _ordering:
2346 Atomic Memory Ordering Constraints
2347 ----------------------------------
2349 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
2350 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
2351 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
2352 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
2353 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
2354 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
2355 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
2356 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
2357 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
2358 differently since they don't take an address. See that instruction's
2359 documentation for details.
2361 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
2362 :doc:`Atomics`.
2364 ``unordered``
2365     The set of values that can be read is governed by the happens-before
2366     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
2367     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
2368     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
2369     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
2370     to make them atomic in any interesting way.
2371 ``monotonic``
2372     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
2373     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
2374     address. All modification orders must be compatible with the
2375     happens-before order. There is no guarantee that the modification
2376     orders can be combined to a global total order for the whole program
2377     (and this often will not be possible). The read in an atomic
2378     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
2379     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
2380     order immediately before the value it writes. If one atomic read
2381     happens before another atomic read of the same address, the later
2382     read must see the same value or a later value in the address's
2383     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
2384     stronger) operations on the same address. If an address is written
2385     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
2386     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
2387     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
2388     ``memory_order_relaxed``.
2389 ``acquire``
2390     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
2391     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
2392     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
2393 ``release``
2394     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
2395     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
2396     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
2397     complete description; see the C++0x definition of a release
2398     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
2399     ``memory_order_release``.
2400 ``acq_rel`` (acquire+release)
2401     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
2402     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
2403 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
2404     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
2405     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
2406     writes), there is a global total order on all
2407     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
2408     consistent with the *happens-before* partial order and with the
2409     modification orders of all the affected addresses. Each
2410     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
2411     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
2412     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
2414 .. _syncscope:
2416 If an atomic operation is marked ``syncscope("singlethread")``, it only
2417 *synchronizes with* and only participates in the seq\_cst total orderings of
2418 other operations running in the same thread (for example, in signal handlers).
2420 If an atomic operation is marked ``syncscope("<target-scope>")``, where
2421 ``<target-scope>`` is a target specific synchronization scope, then it is target
2422 dependent if it *synchronizes with* and participates in the seq\_cst total
2423 orderings of other operations.
2425 Otherwise, an atomic operation that is not marked ``syncscope("singlethread")``
2426 or ``syncscope("<target-scope>")`` *synchronizes with* and participates in the
2427 seq\_cst total orderings of other operations that are not marked
2428 ``syncscope("singlethread")`` or ``syncscope("<target-scope>")``.
2430 .. _floatenv:
2432 Floating-Point Environment
2433 --------------------------
2435 The default LLVM floating-point environment assumes that floating-point
2436 instructions do not have side effects. Results assume the round-to-nearest
2437 rounding mode. No floating-point exception state is maintained in this
2438 environment. Therefore, there is no attempt to create or preserve invalid
2439 operation (SNaN) or division-by-zero exceptions.
2441 The benefit of this exception-free assumption is that floating-point
2442 operations may be speculated freely without any other fast-math relaxations
2443 to the floating-point model.
2445 Code that requires different behavior than this should use the
2446 :ref:`Constrained Floating-Point Intrinsics <constrainedfp>`.
2448 .. _fastmath:
2450 Fast-Math Flags
2451 ---------------
2453 LLVM IR floating-point operations (:ref:`fadd <i_fadd>`,
2454 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
2455 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`) and :ref:`call <i_call>`
2456 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2457 floating-point transformations.
2459 ``nnan``
2460    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2461    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2462    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2464 ``ninf``
2465    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2466    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2467    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2469 ``nsz``
2470    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2471    argument or result as insignificant.
2473 ``arcp``
2474    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2475    argument rather than perform division.
2477 ``contract``
2478    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2479    addition into a fused multiply-and-add).
2481 ``afn``
2482    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2483    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2484    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2486 ``reassoc``
2487    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2488    This may dramatically change results in floating-point.
2490 ``fast``
2491    This flag implies all of the others.
2493 .. _uselistorder:
2495 Use-list Order Directives
2496 -------------------------
2498 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2499 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2500 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2501 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2503 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2504 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2505 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2507 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2508 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2509 function's scope.
2511 :Syntax:
2515     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2516     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2518 :Examples:
2522     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2523     entry:
2524       ; ... instructions ...
2525     bb:
2526       ; ... instructions ...
2528       ; At function scope.
2529       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2530       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2531     }
2533     ; At global scope.
2534     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2535     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2536     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2537     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2539 .. _source_filename:
2541 Source Filename
2542 ---------------
2544 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2545 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2546 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2547 the IR and bitcode.
2549 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2550 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2551 source file name to the local function name.
2553 The syntax for the source file name is simply:
2555 .. code-block:: text
2557     source_filename = "/path/to/source.c"
2559 .. _typesystem:
2561 Type System
2562 ===========
2564 The LLVM type system is one of the most important features of the
2565 intermediate representation. Being typed enables a number of
2566 optimizations to be performed on the intermediate representation
2567 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2568 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2569 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2570 not feasible to perform on normal three address code representations.
2572 .. _t_void:
2574 Void Type
2575 ---------
2577 :Overview:
2580 The void type does not represent any value and has no size.
2582 :Syntax:
2587       void
2590 .. _t_function:
2592 Function Type
2593 -------------
2595 :Overview:
2598 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2599 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2600 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2601 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2603 :Syntax:
2607       <returntype> (<parameter list>)
2609 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2610 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2611 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2612 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2613 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2614 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2616 :Examples:
2618 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2619 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2620 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2621 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2622 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2623 | ``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. |
2624 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2625 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2626 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2628 .. _t_firstclass:
2630 First Class Types
2631 -----------------
2633 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2634 Values of these types are the only ones which can be produced by
2635 instructions.
2637 .. _t_single_value:
2639 Single Value Types
2640 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2642 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2644 .. _t_integer:
2646 Integer Type
2647 """"""""""""
2649 :Overview:
2651 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2652 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2653 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2655 :Syntax:
2659       iN
2661 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2662 value.
2664 Examples:
2665 *********
2667 +----------------+------------------------------------------------+
2668 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2669 +----------------+------------------------------------------------+
2670 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2671 +----------------+------------------------------------------------+
2672 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2673 +----------------+------------------------------------------------+
2675 .. _t_floating:
2677 Floating-Point Types
2678 """"""""""""""""""""
2680 .. list-table::
2681    :header-rows: 1
2683    * - Type
2684      - Description
2686    * - ``half``
2687      - 16-bit floating-point value
2689    * - ``float``
2690      - 32-bit floating-point value
2692    * - ``double``
2693      - 64-bit floating-point value
2695    * - ``fp128``
2696      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2698    * - ``x86_fp80``
2699      -  80-bit floating-point value (X87)
2701    * - ``ppc_fp128``
2702      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2704 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2705 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2706 respectively.
2708 X86_mmx Type
2709 """"""""""""
2711 :Overview:
2713 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2714 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2715 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2716 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2717 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2718 of this type.
2720 :Syntax:
2724       x86_mmx
2727 .. _t_pointer:
2729 Pointer Type
2730 """"""""""""
2732 :Overview:
2734 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2735 commonly used to reference objects in memory.
2737 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2738 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2739 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2740 are target-specific.
2742 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2743 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2745 :Syntax:
2749       <type> *
2751 :Examples:
2753 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2754 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2755 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2756 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2757 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2758 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2759 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2761 .. _t_vector:
2763 Vector Type
2764 """""""""""
2766 :Overview:
2768 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2769 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2770 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2771 requires a size (number of elements), an underlying primitive data type,
2772 and a scalable property to represent vectors where the exact hardware
2773 vector length is unknown at compile time. Vector types are considered
2774 :ref:`first class <t_firstclass>`.
2776 :Syntax:
2780       < <# elements> x <elementtype> >          ; Fixed-length vector
2781       < vscale x <# elements> x <elementtype> > ; Scalable vector
2783 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2784 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2785 of size zero are not allowed. For scalable vectors, the total number of
2786 elements is a constant multiple (called vscale) of the specified number
2787 of elements; vscale is a positive integer that is unknown at compile time
2788 and the same hardware-dependent constant for all scalable vectors at run
2789 time. The size of a specific scalable vector type is thus constant within
2790 IR, even if the exact size in bytes cannot be determined until run time.
2792 :Examples:
2794 +------------------------+----------------------------------------------------+
2795 | ``<4 x i32>``          | Vector of 4 32-bit integer values.                 |
2796 +------------------------+----------------------------------------------------+
2797 | ``<8 x float>``        | Vector of 8 32-bit floating-point values.          |
2798 +------------------------+----------------------------------------------------+
2799 | ``<2 x i64>``          | Vector of 2 64-bit integer values.                 |
2800 +------------------------+----------------------------------------------------+
2801 | ``<4 x i64*>``         | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.     |
2802 +------------------------+----------------------------------------------------+
2803 | ``<vscale x 4 x i32>`` | Vector with a multiple of 4 32-bit integer values. |
2804 +------------------------+----------------------------------------------------+
2806 .. _t_label:
2808 Label Type
2809 ^^^^^^^^^^
2811 :Overview:
2813 The label type represents code labels.
2815 :Syntax:
2819       label
2821 .. _t_token:
2823 Token Type
2824 ^^^^^^^^^^
2826 :Overview:
2828 The token type is used when a value is associated with an instruction
2829 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2830 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2831 :ref:`select <i_select>` of type token.
2833 :Syntax:
2837       token
2841 .. _t_metadata:
2843 Metadata Type
2844 ^^^^^^^^^^^^^
2846 :Overview:
2848 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2849 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2851 :Syntax:
2855       metadata
2857 .. _t_aggregate:
2859 Aggregate Types
2860 ^^^^^^^^^^^^^^^
2862 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2863 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2864 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2865 aggregate types.
2867 .. _t_array:
2869 Array Type
2870 """"""""""
2872 :Overview:
2874 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2875 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2876 elements) and an underlying data type.
2878 :Syntax:
2882       [<# elements> x <elementtype>]
2884 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2885 be any type with a size.
2887 :Examples:
2889 +------------------+--------------------------------------+
2890 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2891 +------------------+--------------------------------------+
2892 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2893 +------------------+--------------------------------------+
2894 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2895 +------------------+--------------------------------------+
2897 Here are some examples of multidimensional arrays:
2899 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2900 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2901 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2902 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2903 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2904 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2905 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2907 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2908 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2909 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2910 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2911 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2912 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2913 example.
2915 .. _t_struct:
2917 Structure Type
2918 """"""""""""""
2920 :Overview:
2922 The structure type is used to represent a collection of data members
2923 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2924 a size.
2926 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2927 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2928 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2929 '``insertvalue``' instructions.
2931 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2932 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2933 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2934 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2935 required to match what the underlying code generator expects.
2937 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2938 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2939 identified types are always defined at the top level with a name.
2940 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2941 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2942 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2944 :Syntax:
2948       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2949       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2951 :Examples:
2953 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2954 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2955 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2956 | ``{ 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``.  |
2957 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2958 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2959 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2961 .. _t_opaque:
2963 Opaque Structure Types
2964 """"""""""""""""""""""
2966 :Overview:
2968 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2969 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2970 notion of a forward declared structure.
2972 :Syntax:
2976       %X = type opaque
2977       %52 = type opaque
2979 :Examples:
2981 +--------------+-------------------+
2982 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2983 +--------------+-------------------+
2985 .. _constants:
2987 Constants
2988 =========
2990 LLVM has several different basic types of constants. This section
2991 describes them all and their syntax.
2993 Simple Constants
2994 ----------------
2996 **Boolean constants**
2997     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2998     of the ``i1`` type.
2999 **Integer constants**
3000     Standard integers (such as '4') are constants of the
3001     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
3002     integer types.
3003 **Floating-point constants**
3004     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
3005     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
3006     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
3007     decimal value of a floating-point constant. For example, the
3008     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
3009     decimal in binary. Floating-point constants must have a
3010     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
3011 **Null pointer constants**
3012     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
3013     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
3014 **Token constants**
3015     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
3016     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
3018 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
3019 floating-point constants. For example, the form
3020 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
3021 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
3022 constants are required (and the only time that they are generated by the
3023 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
3024 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
3025 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
3026 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
3027 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
3029 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
3030 double are represented using the 16-digit form shown above (which
3031 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
3032 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
3033 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
3034 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
3035 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
3036 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
3037 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
3038 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
3039 will only work if they match the long double format on your target.
3040 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
3041 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
3042 (sign bit at the left).
3044 There are no constants of type x86_mmx.
3046 .. _complexconstants:
3048 Complex Constants
3049 -----------------
3051 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3052 constants and smaller complex constants.
3054 **Structure constants**
3055     Structure constants are represented with notation similar to
3056     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3057     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3058     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3059     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3060     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3061     must match those specified by the type.
3062 **Array constants**
3063     Array constants are represented with notation similar to array type
3064     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3065     square brackets (``[]``)). For example:
3066     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3067     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3068     match those specified by the type. As a special case, character array
3069     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3070     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3071 **Vector constants**
3072     Vector constants are represented with notation similar to vector
3073     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3074     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3075     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3076     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3077     elements must match those specified by the type.
3078 **Zero initialization**
3079     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3080     value to zero of *any* type, including scalar and
3081     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3082     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3083     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3084 **Metadata node**
3085     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3086     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3087     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3088     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3089     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3090     information such as debug info.
3092 Global Variable and Function Addresses
3093 --------------------------------------
3095 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3096 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3097 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3098 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3099 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3100 file:
3102 .. code-block:: llvm
3104     @X = global i32 17
3105     @Y = global i32 42
3106     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3108 .. _undefvalues:
3110 Undefined Values
3111 ----------------
3113 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3114 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3115 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3116 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3118 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3119 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3120 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3121 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3123 .. code-block:: llvm
3125       %A = add %X, undef
3126       %B = sub %X, undef
3127       %C = xor %X, undef
3128     Safe:
3129       %A = undef
3130       %B = undef
3131       %C = undef
3133 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3134 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3136 .. code-block:: llvm
3138       %A = or %X, undef
3139       %B = and %X, undef
3140     Safe:
3141       %A = -1
3142       %B = 0
3143     Safe:
3144       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3145       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3146     Unsafe:
3147       %A = undef
3148       %B = undef
3150 These logical operations have bits that are not always affected by the
3151 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3152 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3153 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3154 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3155 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3156 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3157 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3158 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3160 .. code-block:: llvm
3162       %A = select undef, %X, %Y
3163       %B = select undef, 42, %Y
3164       %C = select %X, %Y, undef
3165     Safe:
3166       %A = %X     (or %Y)
3167       %B = 42     (or %Y)
3168       %C = %Y
3169     Unsafe:
3170       %A = undef
3171       %B = undef
3172       %C = undef
3174 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3175 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3176 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3177 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3178 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3179 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3180 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3182 .. code-block:: text
3184       %A = xor undef, undef
3186       %B = undef
3187       %C = xor %B, %B
3189       %D = undef
3190       %E = icmp slt %D, 4
3191       %F = icmp gte %D, 4
3193     Safe:
3194       %A = undef
3195       %B = undef
3196       %C = undef
3197       %D = undef
3198       %E = undef
3199       %F = undef
3201 This example points out that two '``undef``' operands are not
3202 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3203 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3204 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3205 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3206 its value over its "live range". This is true because the variable
3207 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3208 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3209 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3210 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3211 uses with" concept would not hold.
3213 .. code-block:: llvm
3215       %A = sdiv undef, %X
3216       %B = sdiv %X, undef
3217     Safe:
3218       %A = 0
3219     b: unreachable
3221 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3222 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3223 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3224 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3225 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3226 However, in the second example, we can make a more aggressive
3227 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3228 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3229 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3230 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3231 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3232 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3234 .. code-block:: text
3236     a:  store undef -> %X
3237     b:  store %X -> undef
3238     Safe:
3239     a: <deleted>
3240     b: unreachable
3242 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3243 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3244 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3245 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3246 behavior.
3248 .. _poisonvalues:
3250 Poison Values
3251 -------------
3253 In order to facilitate speculative execution, many instructions do not
3254 invoke immediate undefined behavior when provided with illegal operands,
3255 and return a poison value instead.
3257 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3258 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3259 the ``nsw`` flag.
3261 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3263 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3264 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3265    their dynamic predecessor basic block.
3266 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3267    in the dynamic callers of their functions.
3268 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3269    instructions that dynamically transfer control back to them.
3270 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3271    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3272    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3273 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3274    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3275    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3276    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3277 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3278    most recent preceding instruction with externally visible side
3279    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3280    operations <volatile>`.)
3281 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3282    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3283    multiple successors and the instruction is always executed when
3284    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3285    when control is transferred to another.
3286 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3287    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3288    be different if the terminator had transferred control to a different
3289    successor.
3290 -  Dependence is transitive.
3292 An instruction that *depends* on a poison value, produces a poison value
3293 itself. A poison value may be relaxed into an
3294 :ref:`undef value <undefvalues>`, which takes an arbitrary bit-pattern.
3296 This means that immediate undefined behavior occurs if a poison value is
3297 used as an instruction operand that has any values that trigger undefined
3298 behavior. Notably this includes (but is not limited to):
3300 -  The pointer operand of a :ref:`load <i_load>`, :ref:`store <i_store>` or
3301    any other pointer dereferencing instruction (independent of address
3302    space).
3303 -  The divisor operand of a ``udiv``, ``sdiv``, ``urem`` or ``srem``
3304    instruction.
3306 Additionally, undefined behavior occurs if a side effect *depends* on poison.
3307 This includes side effects that are control dependent on a poisoned branch.
3309 Here are some examples:
3311 .. code-block:: llvm
3313     entry:
3314       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3315       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3316       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3317       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; Undefined behavior due to
3318                                            ; store to poison.
3320       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3321       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3323       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3324       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3325       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3326       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3328       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3329       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3331     true:
3332       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3333                                            ; it has undefined behavior.
3334       br label %end
3336     end:
3337       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3338                                            ; Both edges into this PHI are
3339                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3340                                            ; always results in a poison value.
3342       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3343                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3344                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3346       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3347                                            ; The same branch again, but this time the
3348                                            ; true block doesn't have side effects.
3350     second_true:
3351       ; No side effects!
3352       ret void
3354     second_end:
3355       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3356                                            ; on the store in %end. Also, it is
3357                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3358                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3359                                            ; behavior in this example).
3361 .. _blockaddress:
3363 Addresses of Basic Blocks
3364 -------------------------
3366 ``blockaddress(@function, %block)``
3368 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3369 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3370 Taking the address of the entry block is illegal.
3372 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3373 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3374 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3375 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3376 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3377 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3378 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3379 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3380 ``callbr`` instruction.
3382 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3383 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3385 .. _constantexprs:
3387 Constant Expressions
3388 --------------------
3390 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3391 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3392 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3393 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3394 The following is the syntax for constant expressions:
3396 ``trunc (CST to TYPE)``
3397     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3398 ``zext (CST to TYPE)``
3399     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3400 ``sext (CST to TYPE)``
3401     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3402 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3403     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3404     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3405     must be floating-point.
3406 ``fpext (CST to TYPE)``
3407     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3408     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3409     floating-point.
3410 ``fptoui (CST to TYPE)``
3411     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3412     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3413     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3414     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3415     value won't fit in the integer type, the result is a
3416     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3417 ``fptosi (CST to TYPE)``
3418     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3419     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3420     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3421     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3422     value won't fit in the integer type, the result is a
3423     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3424 ``uitofp (CST to TYPE)``
3425     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3426     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3427     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3428     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3429 ``sitofp (CST to TYPE)``
3430     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3431     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3432     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3433     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3434 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3435     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3436 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3437     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3438     This one is *really* dangerous!
3439 ``bitcast (CST to TYPE)``
3440     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3441     The constraints of the operands are the same as those for the
3442     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3443 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3444     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3445     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3446     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3447 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3448     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3449     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3450     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3451     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3452 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3453     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3454 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3455     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3456 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3457     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3458 ``extractelement (VAL, IDX)``
3459     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3460     constants.
3461 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3462     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3463     constants.
3464 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3465     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3466     constants.
3467 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3468     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3469     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3470     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3471     least one index value must be specified.
3472 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3473     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3474     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3475     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3476     value must be specified.
3477 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3478     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3479     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3480     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3481     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3482     operations on floating-point values are allowed).
3484 Other Values
3485 ============
3487 .. _inlineasmexprs:
3489 Inline Assembler Expressions
3490 ----------------------------
3492 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3493 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3494 represents the inline assembler as a template string (containing the
3495 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3496 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3497 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3498 stack conservatively.
3500 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3501 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3502 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3503 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3504 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3506 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3507 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3508 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3509 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3510 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3511 syntax known to LLVM.
3513 LLVM also supports a few more substitions useful for writing inline assembly:
3515 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3516   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3517   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3518   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3519   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3520   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3521 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3522   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3523   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3524 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3525   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3526   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3527   relatively popular.
3529 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3530 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3531 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3532 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3533 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3534 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3535 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3536 assembly.
3538 An example inline assembler expression is:
3540 .. code-block:: llvm
3542     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3544 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3545 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3546 Thus, typically we have:
3548 .. code-block:: llvm
3550     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3552 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3553 marked as having side effects. This is done through the use of the
3554 '``sideeffect``' keyword, like so:
3556 .. code-block:: llvm
3558     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3560 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3561 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3562 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3563 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3564 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3565 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3567 .. code-block:: llvm
3569     call void asm alignstack "eieio", ""()
3571 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3572 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3573 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3574 the only supported dialects. An example is:
3576 .. code-block:: llvm
3578     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3580 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3581 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3582 keyword last.
3584 Inline Asm Constraint String
3585 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3587 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3588 more constraint codes.
3590 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3591 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3592 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3593 second, etc.
3595 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3596 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3597 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3598 clobbers. They cannot be intermingled.
3600 There are also three different categories of constraint codes:
3602 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3603   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3604   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3605 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3606   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3607   modes used by the target.
3608 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3609   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3610   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3611   proper range for the instruction you wish to use it with.
3613 Output constraints
3614 """"""""""""""""""
3616 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3617 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3618 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3619 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3620 below about indirect outputs).
3622 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3623 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3624 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3625 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3626 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3627 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3628 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3629 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3630 output).
3632 Input constraints
3633 """""""""""""""""
3635 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3636 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3637 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3638 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3639 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3640 contain the same value.
3642 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3643 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3644 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3645 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3646 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3647 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3648 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3649 constraint).
3651 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3652 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3653 (even when the other input has the same value).
3655 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3656 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3658 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3659 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3660 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3661 registers, and all of them passed to the inline asm.
3663 However, this feature is often not as useful as you might think.
3665 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3666 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3667 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3668 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3669 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3670 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3672 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3673 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3674 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3675 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3676 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3677 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3678 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3679 use)
3681 Indirect inputs and outputs
3682 """""""""""""""""""""""""""
3684 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3685 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3686 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3687 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3688 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3689 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3690 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3691 memory location, instead of just read from it).
3693 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3694 address of a variable as a value.
3696 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3697 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3698 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3699 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3700 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3701 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3702 optimization passes. I would recommend not using it.)
3705 Clobber constraints
3706 """""""""""""""""""
3708 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3709 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3710 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3711 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3712 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3713 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3714 output.
3716 Note that clobbering named registers that are also present in output
3717 constraints is not legal.
3720 Constraint Codes
3721 """"""""""""""""
3722 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3724 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3725 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3726 (e.g. "``{eax}``").
3728 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3729 GCC's constraint codes.
3731 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3732 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3733 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3735 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3736 inline asm constraint list:
3738 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3739    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3740    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3741    constraint list.
3743 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3744    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3745    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3746    constraint list will be chosen together.
3748 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3749 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3750 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3751 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3753 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3754 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3755 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3756 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3757 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3758 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3759 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3760 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3761 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3762 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3763 intended.)
3765 Supported Constraint Code List
3766 """"""""""""""""""""""""""""""
3768 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3769 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3770 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3771 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3773 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3775 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3776 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3777   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3778   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3779 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3780   immediate, or a relocatable value.
3781 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3782 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3783 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3784   useful to pass a label for an asm branch or call.
3786   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3787      block without telling llvm about the control transfer???)
3789 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3791 Other constraints are target-specific:
3793 AArch64:
3795 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3796 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3797   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3798 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3799   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3800 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3801   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3802 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3803   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3804 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3805   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3806   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3807   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3808 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3809   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3810 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3811   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3812   well.)
3813 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3814 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register.
3815 - ``x``: A lower 128-bit floating-point/SIMD register (``V0`` to ``V15``).
3817 AMDGPU:
3819 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3820 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3821 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3824 All ARM modes:
3826 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3827   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3828 - ``Te``: An even general-purpose 32-bit integer register: ``r0,r2,...,r12,r14``
3829 - ``To``: An odd general-purpose 32-bit integer register: ``r1,r3,...,r11``
3831 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3833 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3834 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3835 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3836 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3837   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3838   print the inverted value).
3839 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3840   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3841   value).
3842 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3843 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3844 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3845 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3846 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3847   as ``r``.
3848 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3849   invalid.
3850 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3851   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3852 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3853   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3854 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3855   ``q0-q8``.
3857 ARM's Thumb1 mode:
3859 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3860 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3861 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3862   some amount.
3863 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3864 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3865 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3866 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3867 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3868 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3869 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3870 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3871   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3872 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3873   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3874 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3875   ``q0-q8``.
3878 Hexagon:
3880 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3881   at the moment.
3882 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3884 MSP430:
3886 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3888 MIPS:
3890 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3891 - ``J``: An immediate integer zero.
3892 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3893 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3894 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3895 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3896 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3897 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3898   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3899 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3900   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3901   ``m``.
3902 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3903   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3904 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3905 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3906   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3907   argument modifier for compatibility with GCC.
3908 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3909   ``25``).
3910 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3911 - ``x``: Invalid.
3913 NVPTX:
3915 - ``b``: A 1-bit integer register.
3916 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3917 - ``r``: A 32-bit integer register.
3918 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3919 - ``f``: A 32-bit float register.
3920 - ``d``: A 64-bit float register.
3923 PowerPC:
3925 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3926 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3927 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3928 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3929 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3930 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3931 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3932 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3933   constant.
3934 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3935   treated the same as ``m``.
3936 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3937 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3938   ``R1-R31``).
3939 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3940   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3941 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3942   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3943   altivec vector register (``V0-V31``).
3945   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3946      is supposed to only use the altivec vector registers?
3948 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3949 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3950 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3951   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3952 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3953   set.
3955 Sparc:
3957 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3958 - ``r``: A 32-bit integer register.
3959 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3960   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3961 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3963 SystemZ:
3965 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3966 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3967 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3968 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3969 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3970 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
3971   unsigned displacement.
3972 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
3973   unsigned displacement, and an index register.
3974 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
3975   signed displacement.
3976 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
3977   signed displacement, and an index register.
3978 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
3979 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
3980   address context evaluates as zero).
3981 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
3982   (LLVM-specific)
3983 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
3985 X86:
3987 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
3988 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
3989 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
3990 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
3991   0xffffffff.
3992 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
3993 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3994 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
3995 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
3996 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
3997 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
3998 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3999   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
4000   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
4001 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4002   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
4003 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
4004 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
4005   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
4006 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
4007 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
4008 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
4009   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
4010   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
4011   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
4012 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
4013 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
4014   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
4015   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
4016   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
4017   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
4018   statement.
4020 XCore:
4022 - ``r``: A 32-bit integer register.
4025 .. _inline-asm-modifiers:
4027 Asm template argument modifiers
4028 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4030 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
4031 "``${0:n}``".
4033 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
4034 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
4035 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
4036 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
4038 Target-independent:
4040 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
4041   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4042 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
4043   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4044 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4045   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4047 AArch64:
4049 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4050   instead of ``x30``, print ``w30``.
4051 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4052 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4053   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4054   ``v*``.
4056 AMDGPU:
4058 - ``r``: No effect.
4060 ARM:
4062 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4063   register).
4064 - ``P``: No effect.
4065 - ``q``: No effect.
4066 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4067   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4068 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4069   prefix.
4070 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4071 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4072   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4073 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4074   register of a two-register operand.
4075 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4076   register of a two-register operand.
4077 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4078   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4079   to ``R``.)
4081   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4082      of a two-register operand.
4084 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4085 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4086 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4087   adornment.
4089 Hexagon:
4091 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4092   has been allocated consecutively to the first.
4094   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4095      nothing that ensures that happens, is there?
4097 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4098   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4100 MSP430:
4102 No additional modifiers.
4104 MIPS:
4106 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4107 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4108 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4109 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4110 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4111 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4112   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4114   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4116 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4117   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4119   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4121 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4122   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4123   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4124   ``M``.)
4125 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4126   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4127   constraint.
4129 NVPTX:
4131 - ``r``: No effect.
4133 PowerPC:
4135 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4136   has been allocated consecutively to the first.
4138   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4139      nothing that ensures that happens, is there?
4141 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4142   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4143 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4144   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4145 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4146   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4147   always print nothing)
4148 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4149   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4151 Sparc:
4153 - ``r``: No effect.
4155 SystemZ:
4157 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4158 target-independent modifiers.
4160 X86:
4162 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4163   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4164 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4165 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4166   operand.
4167 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4168   memory operand.
4169 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4170   operand.
4171 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4172   operand.
4173 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4174   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4175 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4176   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4177   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4178   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4179 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4180 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4181   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4183 XCore:
4185 No additional modifiers.
4188 Inline Asm Metadata
4189 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4191 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4192 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4193 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4194 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4195 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4196 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4197 it. For example:
4199 .. code-block:: llvm
4201     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4202     ...
4203     !42 = !{ i32 1234567 }
4205 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4206 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4207 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4208 occurs on.
4210 .. _metadata:
4212 Metadata
4213 ========
4215 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4216 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4217 code generator. One example application of metadata is source-level
4218 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4220 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4221 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4223 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4225 .. _metadata-string:
4227 Metadata Nodes and Metadata Strings
4228 -----------------------------------
4230 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4231 contain any character by escaping non-printable characters with
4232 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4233 "``!"test\00"``".
4235 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4236 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4237 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4238 their operand. For example:
4240 .. code-block:: llvm
4242     !{ !"test\00", i32 10}
4244 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4246 .. code-block:: text
4248     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4250 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4251 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4252 when metadata operands change.
4254 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4255 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4256 example:
4258 .. code-block:: llvm
4260     !foo = !{!4, !3}
4262 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4263 intrinsic is using three metadata arguments:
4265 .. code-block:: llvm
4267     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4269 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4270 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4272 .. code-block:: llvm
4274     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4276 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4277 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4278 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4280 .. code-block:: llvm
4282     declare !dbg !22 void @f1()
4283     define void @f2() !dbg !22 {
4284       ret void
4285     }
4287     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4288     @g2 = external global i32, !dbg !22
4290 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4291 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4292 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4293 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4295 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4296 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4298 More information about specific metadata nodes recognized by the
4299 optimizers and code generator is found below.
4301 .. _specialized-metadata:
4303 Specialized Metadata Nodes
4304 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4306 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4307 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4308 order.
4310 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4311 metadata nodes are related to debug info.
4313 .. _DICompileUnit:
4315 DICompileUnit
4316 """""""""""""
4318 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4319 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4320 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4321 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4322 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4323 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4324 more-accurate debug info for profiling results.
4326 .. code-block:: text
4328     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4329                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4330                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4331                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4332                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4334 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4335 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4336 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4337 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4338 and namespaces).
4340 .. _DIFile:
4342 DIFile
4343 """"""
4345 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4347 .. code-block:: none
4349     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4350                  checksumkind: CSK_MD5,
4351                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4353 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4354 for ``file:`` fields.
4355 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4357 .. _DIBasicType:
4359 DIBasicType
4360 """""""""""
4362 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4363 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4365 .. code-block:: text
4367     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4368                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4369     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4371 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4372 following:
4374 .. code-block:: text
4376   DW_ATE_address       = 1
4377   DW_ATE_boolean       = 2
4378   DW_ATE_float         = 4
4379   DW_ATE_signed        = 5
4380   DW_ATE_signed_char   = 6
4381   DW_ATE_unsigned      = 7
4382   DW_ATE_unsigned_char = 8
4384 .. _DISubroutineType:
4386 DISubroutineType
4387 """"""""""""""""
4389 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4390 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4391 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4392 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4394 .. code-block:: text
4396     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4397     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4398     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4400 .. _DIDerivedType:
4402 DIDerivedType
4403 """""""""""""
4405 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4406 qualified types.
4408 .. code-block:: text
4410     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4411                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4412     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4413                         align: 32)
4415 The following ``tag:`` values are valid:
4417 .. code-block:: text
4419   DW_TAG_member             = 13
4420   DW_TAG_pointer_type       = 15
4421   DW_TAG_reference_type     = 16
4422   DW_TAG_typedef            = 22
4423   DW_TAG_inheritance        = 28
4424   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4425   DW_TAG_const_type         = 38
4426   DW_TAG_friend             = 42
4427   DW_TAG_volatile_type      = 53
4428   DW_TAG_restrict_type      = 55
4429   DW_TAG_atomic_type        = 71
4431 .. _DIDerivedTypeMember:
4433 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4434 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4435 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4436 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4437 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4439 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4440 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4441 friends.
4443 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4445 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4446 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4447 are used to qualify the ``baseType:``.
4449 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4451 .. _DICompositeType:
4453 DICompositeType
4454 """""""""""""""
4456 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4457 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4459 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4460 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4461 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4462 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4463 ``scope:`` change uniquing rules.
4465 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4466 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4467 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4468 field, even if the nodes are ``distinct``.
4470 .. code-block:: text
4472     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4473     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4474     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4475     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4476                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4477                           elements: !{!0, !1, !2})
4479 The following ``tag:`` values are valid:
4481 .. code-block:: text
4483   DW_TAG_array_type       = 1
4484   DW_TAG_class_type       = 2
4485   DW_TAG_enumeration_type = 4
4486   DW_TAG_structure_type   = 19
4487   DW_TAG_union_type       = 23
4489 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4490 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4491 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4492 array type is a native packed vector.
4494 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4495 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4496 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4497 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4499 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4500 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4501 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4502 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4503 ``isDefinition: false``.
4505 .. _DISubrange:
4507 DISubrange
4508 """"""""""
4510 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4511 :ref:`DICompositeType`.
4513 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4514 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4515 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4517 .. code-block:: text
4519     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4520     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4521     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4523     ; Scopes used in rest of example
4524     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4525     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4526     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4528     ; Use of local variable as count value
4529     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4530     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4531     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4533     ; Use of global variable as count value
4534     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4535     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4537 .. _DIEnumerator:
4539 DIEnumerator
4540 """"""""""""
4542 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4543 variants of :ref:`DICompositeType`.
4545 .. code-block:: text
4547     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4548     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4549     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4551 DITemplateTypeParameter
4552 """""""""""""""""""""""
4554 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4555 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4556 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4558 .. code-block:: text
4560     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4562 DITemplateValueParameter
4563 """"""""""""""""""""""""
4565 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4566 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4567 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4568 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4569 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4571 .. code-block:: text
4573     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4575 DINamespace
4576 """""""""""
4578 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4580 .. code-block:: text
4582     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4584 .. _DIGlobalVariable:
4586 DIGlobalVariable
4587 """"""""""""""""
4589 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4591 .. code-block:: text
4593     @foo = global i32, !dbg !0
4594     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4595     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4596                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4597                            isDefinition: false, declaration: !5)
4600 DIGlobalVariableExpression
4601 """"""""""""""""""""""""""
4603 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4604 with a :ref:`DIExpression`.
4606 .. code-block:: text
4608     @lower = global i32, !dbg !0
4609     @upper = global i32, !dbg !1
4610     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4611              var: !2,
4612              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4613              )
4614     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4615              var: !2,
4616              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4617              )
4618     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4619                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4621 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4622 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4624 .. _DISubprogram:
4626 DISubprogram
4627 """"""""""""
4629 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4630 distinct ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using
4631 ``!dbg`` metadata. A unique ``DISubprogram`` may be attached to a function
4632 declaration used for call site debug info. The ``variables:`` field points at
4633 :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be retained, even if their IR
4634 counterparts are optimized out of the IR. The ``type:`` field must point at an
4635 :ref:`DISubroutineType`.
4637 .. _DISubprogramDeclaration:
4639 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4640 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4641 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4642 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4643 and ``scope:``.
4645 .. code-block:: text
4647     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4648       ...
4649     }
4651     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4652                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4653                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4654                                 containingType: !4,
4655                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4656                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4657                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4658                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4660 .. _DILexicalBlock:
4662 DILexicalBlock
4663 """"""""""""""
4665 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4666 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4667 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4668 fields.
4670 .. code-block:: text
4672     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4674 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4675 operands.
4677 .. _DILexicalBlockFile:
4679 DILexicalBlockFile
4680 """"""""""""""""""
4682 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4683 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4684 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4685 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4687 .. code-block:: text
4689     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4690     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4691     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4693 .. _DILocation:
4695 DILocation
4696 """"""""""
4698 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4699 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4700 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4702 .. code-block:: text
4704     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4706 .. _DILocalVariable:
4708 DILocalVariable
4709 """""""""""""""
4711 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4712 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4713 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4714 :ref:`DISubprogram`.
4716 .. code-block:: text
4718     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4719                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4720     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4721                           type: !3)
4722     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4724 .. _DIExpression:
4726 DIExpression
4727 """"""""""""
4729 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4730 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4731 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4732 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4733 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4734 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4735 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4737 The current supported opcode vocabulary is limited:
4739 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4740 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4741   them together and appends the result to the expression stack.
4742 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4743   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4744   expression stack.
4745 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4746 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4747   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4748   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4749   within the described source variable.
4750 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4751   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4752   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4753   that references a base type constructed from the supplied values.
4754 - ``DW_OP_LLVM_tag_offset, tag_offset`` specifies that a memory tag should be
4755   optionally applied to the pointer. The memory tag is derived from the
4756   given tag offset in an implementation-defined manner.
4757 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4758 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4759   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4760   address space identifier.
4761 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4762 - If an expression is marked with ``DW_OP_entry_value`` all register and
4763   memory read operations refer to the respective value at the function entry.
4764   The first operand of ``DW_OP_entry_value`` is the size of following
4765   DWARF expression.
4766   ``DW_OP_entry_value`` may appear after the ``LiveDebugValues`` pass.
4767   LLVM only supports entry values for function parameters
4768   that are unmodified throughout a function and that are described as
4769   simple register location descriptions.
4770   ``DW_OP_entry_value`` may also appear after the ``AsmPrinter`` pass when
4771   a call site parameter value (``DW_AT_call_site_parameter_value``)
4772   is represented as entry value of the parameter.
4773 - ``DW_OP_breg`` (or ``DW_OP_bregx``) represents a content on the provided
4774   signed offset of the specified register. The opcode is only generated by the
4775   ``AsmPrinter`` pass to describe call site parameter value which requires an
4776   expression over two registers.
4778 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4779 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4780 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4781 change over the course of the program. Register and memory location
4782 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4783 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4784 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4785 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4787 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4788 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4789 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4790 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4792 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4793 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4794 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4795 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4796 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4797 valid debug intrinsic.
4799 .. note::
4801    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4802    debug intrinsic it's attached to.
4804 .. code-block:: text
4806     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4807     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4808     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4809     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4810     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4811     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4812     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4814 DIFlags
4815 """""""""""""""
4817 These flags encode various properties of DINodes.
4819 The `ArgumentNotModified` flag marks a function argument whose value
4820 is not modified throughout of a function. This flag is used to decide
4821 whether a DW_OP_entry_value can be used in a location description
4822 after the function prologue. The language frontend is expected to compute
4823 this property for each DILocalVariable. The flag should be used
4824 only in optimized code.
4826 DIObjCProperty
4827 """"""""""""""
4829 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4831 .. code-block:: text
4833     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4834                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4836 DIImportedEntity
4837 """"""""""""""""
4839 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4840 compile unit.
4842 .. code-block:: text
4844    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4845                           entity: !1, line: 7)
4847 DIMacro
4848 """""""
4850 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4851 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4852 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4853 used to expand the macro identifier.
4855 .. code-block:: text
4857    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4858                  value: "((x) + 1)")
4859    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4861 DIMacroFile
4862 """""""""""
4864 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4865 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4866 appear in the included source file.
4868 .. code-block:: text
4870    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4871                      nodes: !3)
4873 '``tbaa``' Metadata
4874 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4876 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4877 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4878 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4879 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4880 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4882 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4883 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4884 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4885 encoding of various entities.
4887 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4888 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4889 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4890 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4891 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4893 .. _tbaa_node_semantics:
4895 Semantics
4896 """""""""
4898 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4899 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4900 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4901 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4903 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4904 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4905 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4906 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4907 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4908 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4909 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4910 or scalar type descriptors.
4912 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4913 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4914 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4915 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4916 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4917 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4919 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4920 things:
4922  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4923    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4924    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4926  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4927    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4928    access with scalar type ``AccessTy``.
4930 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4931 tuples this way:
4933  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4934    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4935    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4936    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4938  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4939    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4940    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4941    to be relative within that inner type.
4943 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4944 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4945 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4946 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4948 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4950 .. code-block:: c
4952     struct Inner {
4953       int i;    // offset 0
4954       float f;  // offset 4
4955     };
4957     struct Outer {
4958       float f;  // offset 0
4959       double d; // offset 4
4960       struct Inner inner_a;  // offset 12
4961     };
4963     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
4964       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
4965       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
4966       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
4967       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
4968     }
4970 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
4971 type):
4973 .. code-block:: text
4975     Root = "TBAA Root"
4976     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
4977     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
4978     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
4979     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
4980     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
4981     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
4982                      (InnerStructTy, 12)}
4985 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
4986 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
4987 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
4989 .. _tbaa_node_representation:
4991 Representation
4992 """"""""""""""
4994 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
4995 with exactly one ``MDString`` operand.
4997 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
4998 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
4999 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
5000 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
5001 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
5002 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
5003 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
5004 constant integer zero.
5006 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
5007 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
5008 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
5009 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
5010 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
5011 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
5012 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
5013 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
5014 must be in non-decreasing order.
5016 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
5017 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
5018 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
5019 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
5020 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
5021 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
5022 that the location being accessed is "constant" (meaning
5023 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
5024 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
5025 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
5026 that is the TBAA root of the access tag.
5028 '``tbaa.struct``' Metadata
5029 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5031 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
5032 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
5033 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
5034 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
5035 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
5036 of the aggregate.
5038 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
5039 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
5041 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
5042 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
5043 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
5044 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
5045 its tbaa tag. e.g.:
5047 .. code-block:: llvm
5049     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
5051 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
5052 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
5053 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
5055 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
5056 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
5057 does not carry useful data and need not be preserved.
5059 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
5060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5062 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
5063 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
5064 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
5065 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
5066 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
5067 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
5068 a domain.
5070 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
5071 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
5072 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
5073 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
5074 alias.
5076 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5077 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5078 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5079 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5080 function is inlined.
5082 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5083 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5084 string then it can be combined across functions and translation units. A
5085 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5086 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5088 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5089 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5090 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5091 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5092 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5093 optionally be provided as a third list entry.
5095 For example,
5097 .. code-block:: llvm
5099     ; Two scope domains:
5100     !0 = !{!0}
5101     !1 = !{!1}
5103     ; Some scopes in these domains:
5104     !2 = !{!2, !0}
5105     !3 = !{!3, !0}
5106     !4 = !{!4, !1}
5108     ; Some scope lists:
5109     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5110     !6 = !{!4, !3, !2}
5111     !7 = !{!3}
5113     ; These two instructions don't alias:
5114     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5115     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5117     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5118     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5119     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5120     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5122     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5123     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5124     ; !alias.scope list):
5125     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5126     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5128 '``fpmath``' Metadata
5129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5131 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5132 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5133 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5134 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5135 it. ULP is defined as follows:
5137     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5138     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5139     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5140     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5141     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5143 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5144 representing the maximum relative error, for example:
5146 .. code-block:: llvm
5148     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5150 .. _range-metadata:
5152 '``range``' Metadata
5153 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5155 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5156 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5157 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5158 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5159 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5160 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5161 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5163 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5164 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5165 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5166 -  The range is allowed to wrap.
5167 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5168    ``a!=b``.
5170 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5171 they must be non-contiguous.
5173 Examples:
5175 .. code-block:: llvm
5177       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5178       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5179       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5180       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5181              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5182     ...
5183     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5184     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5185     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5186     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5188 '``absolute_symbol``' Metadata
5189 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5191 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5192 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5193 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5194 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5195 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5196 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5197 may be used to represent the full set.
5199 Example (assuming 64-bit pointers):
5201 .. code-block:: llvm
5203       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5204       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5206     ...
5207     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5208     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5210 '``callees``' Metadata
5211 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5213 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5214 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5215 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5216 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5217 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5218 ``add`` or ``sub`` functions:
5220 .. code-block:: llvm
5222     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5224     ...
5225     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5227 '``callback``' Metadata
5228 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5230 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5231 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5232 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5233 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5234 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5235 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5236 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5237 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5238 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5239 pass-through to the callback function.
5241 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5242 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5243 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5244 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5245 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5246 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5247 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5248 callback callee invocation to a different thread.
5250 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5251 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5252 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5253 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5254 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5255 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5256 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5257 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5258 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5259 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5260 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5261 arguments encoded explicitly before.
5263 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5264 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5265 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5266 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5267 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5268 broker function (``i64 3``).
5270 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5271    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5272    have misc.highlighting_failure set?
5274 .. code-block:: text
5276     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5278     ...
5279     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5280     !1 = !{!2}
5282 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5283 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5284 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5285 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5286 final ``i1 true``).
5288 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5289    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5290    have misc.highlighting_failure set?
5292 .. code-block:: text
5294     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5296     ...
5297     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5298     !0 = !{!1}
5301 '``unpredictable``' Metadata
5302 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5304 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5305 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5306 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5307 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5308 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5309 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5311 .. _md_dereferenceable:
5313 '``dereferenceable``' Metadata
5314 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5316 The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
5317 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
5318 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5319 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
5320 attribute on parameters and return values.
5322 .. _md_dereferenceable_or_null:
5324 '``dereferenceable_or_null``' Metadata
5325 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5327 The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
5328 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
5329 dereferenceable or null.
5330 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5331 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
5332 attribute on parameters and return values.
5334 .. _llvm.loop:
5336 '``llvm.loop``'
5337 ^^^^^^^^^^^^^^^
5339 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5340 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5341 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5342 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5343 specified with the name ``llvm.loop``.
5345 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5346 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5347 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5348 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5349 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5350 constructs:
5352 .. code-block:: llvm
5354     !0 = !{!0}
5355     !1 = !{!1}
5357 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5358 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5359 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5360 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5362 .. code-block:: llvm
5364       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5365     ...
5366     !0 = !{!0, !1}
5367     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5369 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5370 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5372 This metadata disables all optional loop transformations unless
5373 explicitly instructed using other transformation metdata such as
5374 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5375 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5376 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5377 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5378 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5379 as loop rotation are still applied.
5381 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5382 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5383 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5384 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5385 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5387 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5389 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5390 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5392 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5393 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5394 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5395 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5396 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5397 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5398 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5399 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5400 in determining the safety of these transformations.
5402 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5403 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5405 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5406 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5407 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5408 example:
5410 .. code-block:: llvm
5412    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5414 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5415 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5416 then the interleave count will be determined automatically.
5418 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5421 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5422 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5423 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5424 0 disables vectorization:
5426 .. code-block:: llvm
5428    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5429    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5431 '``llvm.loop.vectorize.predicate.enable``' Metadata
5432 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5434 This metadata selectively enables or disables creating predicated instructions
5435 for the loop, which can enable folding of the scalar epilogue loop into the
5436 main loop. The first operand is the string
5437 ``llvm.loop.vectorize.predicate.enable`` and the second operand is a bit. If
5438 the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of 0 disables
5439 vectorization:
5441 .. code-block:: llvm
5443    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 0}
5444    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 1}
5446 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5447 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5449 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5450 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5451 operand is an integer specifying the width. For example:
5453 .. code-block:: llvm
5455    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5457 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5458 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5459 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5460 determined automatically.
5462 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5465 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5466 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5468 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5469 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5471 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5472 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5473 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5474 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5475 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5476 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5478 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5479 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5481 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5482 epilogue loop.
5483 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5485 '``llvm.loop.unroll``'
5486 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5488 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5489 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5490 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5491 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5492 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5493 optimizer believes it is safe to do so.
5495 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5496 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5498 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5499 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5500 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5501 example:
5503 .. code-block:: llvm
5505    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5507 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5508 will be partially unrolled.
5510 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5511 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5513 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5514 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5516 .. code-block:: llvm
5518    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5520 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5521 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5523 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5524 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5526 .. code-block:: llvm
5528    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5530 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5531 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5533 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5534 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5535 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5536 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5538 .. code-block:: llvm
5540    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5542 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5543 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5545 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5546 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5547 For example:
5549 .. code-block:: llvm
5551    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5553 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5556 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5557 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5559 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5560 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5562 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5563 partial/runtime unrolling will have. See
5564 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5566 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5567 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5569 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5570 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5571 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5572 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5573 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5574 too.)
5576 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5577 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5578 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5579 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5580 and the normal safety checks will still be performed.
5582 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5583 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5585 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5586 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5587 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5588 specifying the unroll factor. For example:
5590 .. code-block:: llvm
5592    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5594 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5595 will be partially unroll and jammed.
5597 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5598 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5600 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5601 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5603 .. code-block:: llvm
5605    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5607 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5608 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5610 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5611 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5612 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5613 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5615 .. code-block:: llvm
5617    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5619 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5620 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5622 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5623 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5624 details.
5626 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5627 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5629 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5630 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5631 details.
5633 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5634 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5636 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5637 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5638 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5639 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5641 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5642 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5644 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5645 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5646 can be multiple inner remainder loops. See
5647 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5649 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5650 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5652 Attributes specified in the metadata is added to all
5653 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5654 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5656 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5659 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5660 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5661 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5663 .. code-block:: llvm
5665    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5667 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5668 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5670 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5671 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5672 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5673 dependencies into their own loop.
5675 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5676 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5677 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5678 enabled. A value of 0 disables distribution:
5680 .. code-block:: llvm
5682    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5683    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5685 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5686 identification metadata.
5688 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5691 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5692 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5693 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5695 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5696 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5698 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5699 memory dependencies will have. See
5700 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5702 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5703 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5705 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5706 the non-distributed fallback version will have. See
5707 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5709 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5710 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5712 Thes attributes in this metdata is added to all followup loops of the
5713 loop distribution pass. See
5714 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5716 '``llvm.access.group``' Metadata
5717 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5719 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5720 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5721 node, which we call access group. This node represents all memory access
5722 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5723 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5724 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5726 .. code-block:: llvm
5728    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5729    ...
5730    !0 = !{!1, !2}
5731    !1 = distinct !{}
5732    !2 = distinct !{}
5734 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5735 with an access group.
5737 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5738 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5739 always be empty which can be used to distinguish an access group
5740 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5741 situation that the content must be updated which, because metadata is
5742 immutable by design, would required finding and updating all references
5743 to the access group node.
5745 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5746 without pointing to it directly (which is not possible in global
5747 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5748 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5750 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5751 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5753 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5754 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5755 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5756 in the loop with this metadata.
5758 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5759 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5760 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5761 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5762 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5763 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5764 considered having this property if at least one of the access groups
5765 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5767 If all memory-accessing instructions in a loop have
5768 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5769 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5770 parallel loop.
5772 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5773 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5774 not be considered trivially parallel. Additional
5775 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5776 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5777 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5778 insert new memory instructions into the loop body).
5780 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5781 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5782 metadata types.
5784 .. code-block:: llvm
5786    for.body:
5787      ...
5788      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5789      ...
5790      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5791      ...
5792      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5794    for.end:
5795    ...
5796    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5797    !1 = distinct !{}
5799 It is also possible to have nested parallel loops:
5801 .. code-block:: llvm
5803    outer.for.body:
5804      ...
5805      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5806      ...
5807      br label %inner.for.body
5809    inner.for.body:
5810      ...
5811      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5812      ...
5813      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5814      ...
5815      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5817    inner.for.end:
5818      ...
5819      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5820      ...
5821      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5823    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5824    ...
5825    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5826    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5827    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5828    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5830 '``irr_loop``' Metadata
5831 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5833 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5834 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5835 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5836 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5837 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5838 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5839 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5840 the irreducible loop) of 100:
5842 .. code-block:: llvm
5844     header0:
5845     ...
5846     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5848     ...
5849     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5851 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5853 .. _md_invariant.group:
5855 '``invariant.group``' Metadata
5856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5858 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5859 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5860 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5861 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5862 can be assumed to load or store the same
5863 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5864 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5865 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5867 Examples:
5869 .. code-block:: llvm
5871    @unknownPtr = external global i8
5872    ...
5873    %ptr = alloca i8
5874    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5875    call void @foo(i8* %ptr)
5877    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5878    call void @foo(i8* %ptr)
5880    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5881    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5883    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5884    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5886    call void @foo(i8* %ptr)
5887    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5888    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5890    ...
5891    declare void @foo(i8*)
5892    declare i8* @getPointer(i8*)
5893    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5895    !0 = !{}
5897 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5898 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5899 to the SSA value of the pointer operand.
5901 .. code-block:: llvm
5903   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5904   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5905   %v = load i8, i8* %y
5907 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5908 change in the future.
5910 '``type``' Metadata
5911 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5913 See :doc:`TypeMetadata`.
5915 '``associated``' Metadata
5916 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5918 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5919 declaration with a single argument that references another global object.
5921 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5922 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5923 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5924 metadata may also:
5926 - Be in a comdat with the referenced global.
5927 - Be in @llvm.compiler.used.
5928 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5930 It does not have any effect on non-ELF targets.
5932 Example:
5934 .. code-block:: text
5936     $a = comdat any
5937     @a = global i32 1, comdat $a
5938     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5939     !0 = !{i32* @a}
5942 '``prof``' Metadata
5943 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5945 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5946 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
5947 type. There are currently 3 types:
5948 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
5949 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
5950 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
5952 .. _prof_node_branch_weights:
5954 branch_weights
5955 """"""""""""""
5957 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
5958 represents the likeliness of the associated branch being taken.
5959 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5961 .. _prof_node_function_entry_count:
5963 function_entry_count
5964 """"""""""""""""""""
5966 Function entry count metadata can be attached to function definitions
5967 to record the number of times the function is called. Used with BFI
5968 information, it is also used to derive the basic block profile count.
5969 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5971 .. _prof_node_VP:
5976 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
5977 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
5978 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
5979 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
5981 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
5982 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
5983 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
5984 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
5985 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
5986 of the callee function name, and for memory operations each value is the
5987 byte length.
5989 Note that the value counts do not need to add up to the total count
5990 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
5991 are tracked and reported).
5993 Indirect call example:
5995 .. code-block:: llvm
5997     call void %f(), !prof !1
5998     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
6000 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
6001 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
6002 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
6003 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
6004 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
6005 operands give the execution count that each of the respective prior target
6006 functions was called.
6008 Module Flags Metadata
6009 =====================
6011 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
6012 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
6013 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
6014 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
6015 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
6016 look it up.
6018 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
6019 Each triplet has the following form:
6021 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
6022    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
6023    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
6024    described below.
6025 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
6026    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
6027    including entries with the **Require** behavior).
6028 -  The third element is the value of the flag.
6030 When two (or more) modules are merged together, the resulting
6031 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
6032 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
6033 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
6034 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
6035 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
6037 The following behaviors are supported:
6039 .. list-table::
6040    :header-rows: 1
6041    :widths: 10 90
6043    * - Value
6044      - Behavior
6046    * - 1
6047      - **Error**
6048            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
6049            is that of the operands.
6051    * - 2
6052      - **Warning**
6053            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
6054            operand for the flag from the first module being linked.
6056    * - 3
6057      - **Require**
6058            Adds a requirement that another module flag be present and have a
6059            specified value after linking is performed. The value must be a
6060            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
6061            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
6062            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
6063            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
6064            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
6066    * - 4
6067      - **Override**
6068            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
6069            other module. If both modules specify **Override**, but the values
6070            differ, an error will be emitted.
6072    * - 5
6073      - **Append**
6074            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
6076    * - 6
6077      - **AppendUnique**
6078            Appends the two values, which are required to be metadata
6079            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
6080            during the append operation.
6082    * - 7
6083      - **Max**
6084            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
6086 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
6087 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
6088 value) or **Override**.
6090 An example of module flags:
6092 .. code-block:: llvm
6094     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
6095     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
6096     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
6097     !3 = !{ i32 3, !"qux",
6098       !{
6099         !"foo", i32 1
6100       }
6101     }
6102     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
6104 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
6105    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
6106    values are not equal.
6108 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
6109    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
6110    '37'.
6112 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
6113    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
6114    warning if their values are not equal.
6116 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6118    ::
6120        !{ !"foo", i32 1 }
6122    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6123    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6124    performed.
6126 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6127 ----------------------------------------------------
6129 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6130 collection in a special section called "image info". The metadata
6131 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6132 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6133 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6134 be merged rather than appended together.
6136 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6137 following key-value pairs:
6139 .. list-table::
6140    :header-rows: 1
6141    :widths: 30 70
6143    * - Key
6144      - Value
6146    * - ``Objective-C Version``
6147      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6149    * - ``Objective-C Image Info Version``
6150      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6151        always 0.
6153    * - ``Objective-C Image Info Section``
6154      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6155        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6156        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6157        Objective-C ABI version 2.
6159    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6160      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6161        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6162        collection supported.
6164    * - ``Objective-C GC Only``
6165      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6166        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6167        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6169 Some important flag interactions:
6171 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6172    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6173    2, then the resulting module has the
6174    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6175 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6176    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6178 C type width Module Flags Metadata
6179 ----------------------------------
6181 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6182 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6183 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6184 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6185 width.
6187 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6188 flags metadata, using the following key-value pairs:
6190 .. list-table::
6191    :header-rows: 1
6192    :widths: 30 70
6194    * - Key
6195      - Value
6197    * - short_wchar
6198      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6199        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6201    * - short_enum
6202      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6203        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6204          represent all of its values.
6206 For example, the following metadata section specifies that the module was
6207 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6208 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6210     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6211     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6212     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6214 Automatic Linker Flags Named Metadata
6215 =====================================
6217 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6218 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6219 allow source files to contain linker command line options, and have these
6220 automatically be transmitted to the linker via object files.
6222 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6223 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6224 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6225 list of metadata strings defining linker options.
6227 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6228 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6229 framework::
6231     !0 = !{ !"-lz" }
6232     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6233     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6235 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6236 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6237 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6238 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6239 assembly writer or object file emitter.
6241 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6242 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6243 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6245 Dependent Libs Named Metadata
6246 =============================
6248 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6249 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6250 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6251 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6252 linker via object files.
6254 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6255 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6256 which should contain a single string operand.
6258 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6260     !0 = !{!"a library specifier"}
6261     !1 = !{!"another library specifier"}
6262     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6264 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6265 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6267 .. _summary:
6269 ThinLTO Summary
6270 ===============
6272 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6273 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6274 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6275 in syntax by a caret ('``^``').
6277 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6278 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6279 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6280 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6281 input file).
6283 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6284 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6285 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6286 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6287 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6288 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6289 before feeding into thin link tools for now).
6291 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6292 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6293 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6294 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6296 .. _module_path_summary:
6298 Module Path Summary Entry
6299 -------------------------
6301 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6302 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6303 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6304 one module path entry per linked module with summary.
6306 Example:
6308 .. code-block:: text
6310     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6312 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6313 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6314 incremental builds and caching.
6316 .. _gv_summary:
6318 Global Value Summary Entry
6319 --------------------------
6321 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6322 referenced by a summarized module.
6324 Example:
6326 .. code-block:: text
6328     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6330 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6331 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6332 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6333 for symbols with weak linkage.
6335 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6336 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6337 :ref:`alias<alias_summary>`.
6339 .. _function_summary:
6341 Function Summary
6342 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6344 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6346 .. code-block:: text
6348     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6350 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6351 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6352 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6353 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6354 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6355 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6356 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6357 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6358 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6360 .. _variable_summary:
6362 Global Variable Summary
6363 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6365 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6367 .. code-block:: text
6369     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6371 The variable entry contains a subset of the fields in a
6372 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6374 .. _alias_summary:
6376 Alias Summary
6377 ^^^^^^^^^^^^^
6379 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6381 .. code-block:: text
6383     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6385 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6386 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6387 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6389 .. _funcflags_summary:
6391 Function Flags
6392 ^^^^^^^^^^^^^^
6394 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6396 .. code-block:: text
6398     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6400 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6401 ``0``.
6403 .. _calls_summary:
6405 Calls
6406 ^^^^^
6408 The optional ``Calls`` field looks like:
6410 .. code-block:: text
6412     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6414 where each ``Callee`` looks like:
6416 .. code-block:: text
6418     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6420 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6421 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6422 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6423 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6424 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6426 .. _refs_summary:
6428 Refs
6429 ^^^^
6431 The optional ``Refs`` field looks like:
6433 .. code-block:: text
6435     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6437 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6438 value (e.g. ``^1``).
6440 .. _typeidinfo_summary:
6442 TypeIdInfo
6443 ^^^^^^^^^^
6445 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6446 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6447 looks like:
6449 .. code-block:: text
6451     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6453 These optional fields have the following forms:
6455 TypeTests
6456 """""""""
6458 .. code-block:: text
6460     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6462 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6463 by summary id or ``GUID``.
6465 TypeTestAssumeVCalls
6466 """"""""""""""""""""
6468 .. code-block:: text
6470     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6472 Where each VFuncId has the format:
6474 .. code-block:: text
6476     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6478 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6479 by summary id or ``GUID`` preceeded by a ``guid:`` tag.
6481 TypeCheckedLoadVCalls
6482 """""""""""""""""""""
6484 .. code-block:: text
6486     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6488 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6490 TypeTestAssumeConstVCalls
6491 """""""""""""""""""""""""
6493 .. code-block:: text
6495     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6497 Where each ConstVCall has the format:
6499 .. code-block:: text
6501     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6503 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6504 and each Arg is an integer argument number.
6506 TypeCheckedLoadConstVCalls
6507 """"""""""""""""""""""""""
6509 .. code-block:: text
6511     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6513 Where each ConstVCall has the format described for
6514 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6516 .. _typeid_summary:
6518 Type ID Summary Entry
6519 ---------------------
6521 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6522 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6523 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6524 so these are only present in a combined summary index.
6526 Example:
6528 .. code-block:: text
6530     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6532 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6533 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6534 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6535 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6536 field that looks like:
6538 .. code-block:: text
6540     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6542 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6543 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6545 .. code-block:: text
6547     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6548     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6549     wpdRes: (kind: indir)
6551 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6552 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6554 .. code-block:: text
6556     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6558 where ResByArg is:
6560 .. code-block:: text
6562     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6564 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6565 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6566 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6567 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6568 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6569 not support the use of absolute symbols to store constants.
6571 .. _intrinsicglobalvariables:
6573 Intrinsic Global Variables
6574 ==========================
6576 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6577 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6578 All globals of this sort should have a section specified as
6579 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6580 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6582 .. _gv_llvmused:
6584 The '``llvm.used``' Global Variable
6585 -----------------------------------
6587 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6588 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6589 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6590 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6591 use of it is:
6593 .. code-block:: llvm
6595     @X = global i8 4
6596     @Y = global i32 123
6598     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6599        i8* @X,
6600        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6601     ], section "llvm.metadata"
6603 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6604 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6605 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6606 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6607 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6608 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6609 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6611 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6612 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6613 molesting the symbol.
6615 .. _gv_llvmcompilerused:
6617 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6618 --------------------------------------------
6620 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6621 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6622 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6623 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6624 by ``@llvm.used``.
6626 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6627 and should not be exposed to source languages.
6629 .. _gv_llvmglobalctors:
6631 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6632 -------------------------------------------
6634 .. code-block:: llvm
6636     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6637     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6639 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6640 functions, priorities, and an associated global or function.
6641 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6642 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6643 functions with the same priority is not defined.
6645 If the third field is non-null, and points to a global variable
6646 or function, the initializer function will only run if the associated
6647 data from the current module is not discarded.
6649 .. _llvmglobaldtors:
6651 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6652 -------------------------------------------
6654 .. code-block:: llvm
6656     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6657     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6659 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6660 functions, priorities, and an associated global or function.
6661 The functions referenced by this array will be called in descending
6662 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6663 order of functions with the same priority is not defined.
6665 If the third field is non-null, and points to a global variable
6666 or function, the destructor function will only run if the associated
6667 data from the current module is not discarded.
6669 Instruction Reference
6670 =====================
6672 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6673 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6674 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6675 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6676 :ref:`other instructions <otherops>`.
6678 .. _terminators:
6680 Terminator Instructions
6681 -----------------------
6683 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6684 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6685 block should be executed after the current block is finished. These
6686 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6687 control flow, not values (the one exception being the
6688 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6690 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6691 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6692 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6693 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6694 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6695 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6696 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6697 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6699 .. _i_ret:
6701 '``ret``' Instruction
6702 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6704 Syntax:
6705 """""""
6709       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6710       ret void                 ; Return from void function
6712 Overview:
6713 """""""""
6715 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6716 a value) from a function back to the caller.
6718 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6719 value and then causes control flow, and one that just causes control
6720 flow to occur.
6722 Arguments:
6723 """"""""""
6725 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6726 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6727 class <t_firstclass>`' type.
6729 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6730 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6731 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6732 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6733 value.
6735 Semantics:
6736 """"""""""
6738 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6739 the calling function's context. If the caller is a
6740 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6741 instruction after the call. If the caller was an
6742 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6743 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6744 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6745 value.
6747 Example:
6748 """"""""
6750 .. code-block:: llvm
6752       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6753       ret void                        ; Return from a void function
6754       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6756 .. _i_br:
6758 '``br``' Instruction
6759 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6761 Syntax:
6762 """""""
6766       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6767       br label <dest>          ; Unconditional branch
6769 Overview:
6770 """""""""
6772 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6773 different basic block in the current function. There are two forms of
6774 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6775 unconditional branch.
6777 Arguments:
6778 """"""""""
6780 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6781 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6782 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6784 Semantics:
6785 """"""""""
6787 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6788 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6789 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6790 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6792 Example:
6793 """"""""
6795 .. code-block:: llvm
6797     Test:
6798       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6799       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6800     IfEqual:
6801       ret i32 1
6802     IfUnequal:
6803       ret i32 0
6805 .. _i_switch:
6807 '``switch``' Instruction
6808 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6810 Syntax:
6811 """""""
6815       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6817 Overview:
6818 """""""""
6820 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6821 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6822 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6823 destinations.
6825 Arguments:
6826 """"""""""
6828 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6829 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6830 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6831 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6833 Semantics:
6834 """"""""""
6836 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6837 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6838 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6839 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6840 to the default destination.
6842 Implementation:
6843 """""""""""""""
6845 Depending on properties of the target machine and the particular
6846 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6847 different ways. For example, it could be generated as a series of
6848 chained conditional branches or with a lookup table.
6850 Example:
6851 """"""""
6853 .. code-block:: llvm
6855      ; Emulate a conditional br instruction
6856      %Val = zext i1 %value to i32
6857      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6859      ; Emulate an unconditional br instruction
6860      switch i32 0, label %dest [ ]
6862      ; Implement a jump table:
6863      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6864                                          i32 1, label %onone
6865                                          i32 2, label %ontwo ]
6867 .. _i_indirectbr:
6869 '``indirectbr``' Instruction
6870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6872 Syntax:
6873 """""""
6877       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6879 Overview:
6880 """""""""
6882 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6883 label within the current function, whose address is specified by
6884 "``address``". Address must be derived from a
6885 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6887 Arguments:
6888 """"""""""
6890 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6891 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6892 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6893 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6895 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6896 accurate understanding of the CFG.
6898 Semantics:
6899 """"""""""
6901 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6902 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6903 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6904 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6906 Implementation:
6907 """""""""""""""
6909 This is typically implemented with a jump through a register.
6911 Example:
6912 """"""""
6914 .. code-block:: llvm
6916      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6918 .. _i_invoke:
6920 '``invoke``' Instruction
6921 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6923 Syntax:
6924 """""""
6928       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6929                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6931 Overview:
6932 """""""""
6934 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6935 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6936 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6937 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6938 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6939 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6940 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6941 nearest "exception" label.
6943 The '``exception``' label is a `landing
6944 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6945 '``exception``' label is required to have the
6946 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
6947 information about the behavior of the program after unwinding happens,
6948 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
6949 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
6950 instruction, so that the important information contained within the
6951 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
6953 Arguments:
6954 """"""""""
6956 This instruction requires several arguments:
6958 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6959    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6960    specified, the call defaults to using C calling conventions.
6961 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6962    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6963    are valid here.
6964 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
6965    of the called function. If it is not specified, the program address space
6966    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
6967 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6968    type of the return value. Functions that return no value are marked
6969    ``void``.
6970 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
6971    argument types must match the types implied by this signature. This
6972    type can be omitted if the function is not varargs.
6973 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6974    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
6975    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6976    to function value.
6977 #. '``function args``': argument list whose types match the function
6978    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
6979    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
6980    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
6981    extra arguments can be specified.
6982 #. '``normal label``': the label reached when the called function
6983    executes a '``ret``' instruction.
6984 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
6985    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
6986    mechanism.
6987 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
6988 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
6990 Semantics:
6991 """"""""""
6993 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
6994 instruction in most regards. The primary difference is that it
6995 establishes an association with a label, which is used by the runtime
6996 library to unwind the stack.
6998 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
6999 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
7000 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
7001 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
7003 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
7004 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
7005 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
7006 return value is available.
7008 Example:
7009 """"""""
7011 .. code-block:: llvm
7013       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
7014                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7015       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
7016                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7018 .. _i_callbr:
7020 '``callbr``' Instruction
7021 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7023 Syntax:
7024 """""""
7028       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
7029                     [operand bundles] to label <normal label> or jump [other labels]
7031 Overview:
7032 """""""""
7034 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
7035 function, with the possibility of control flow transfer to either the
7036 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
7038 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
7039 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
7041 Arguments:
7042 """"""""""
7044 This instruction requires several arguments:
7046 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7047    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7048    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7049 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7050    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7051    are valid here.
7052 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7053    of the called function. If it is not specified, the program address space
7054    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7055 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7056    type of the return value. Functions that return no value are marked
7057    ``void``.
7058 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
7059    argument types must match the types implied by this signature. This
7060    type can be omitted if the function is not varargs.
7061 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7062    be called. In most cases, this is a direct function call, but
7063    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7064    to function value.
7065 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7066    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7067    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7068    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7069    extra arguments can be specified.
7070 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7071    executes a '``ret``' instruction.
7072 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
7073    to a location other than the normal '``normal label``'
7074 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7075 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7077 Semantics:
7078 """"""""""
7080 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7081 instruction in most regards. The primary difference is that it
7082 establishes an association with additional labels to define where control
7083 flow goes after the call.
7085 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
7086 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
7087 assembly to jump to.
7089 Example:
7090 """"""""
7092 .. code-block:: text
7094       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
7095                   to label %normal or jump [label %fail]
7097 .. _i_resume:
7099 '``resume``' Instruction
7100 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7102 Syntax:
7103 """""""
7107       resume <type> <value>
7109 Overview:
7110 """""""""
7112 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
7113 successors.
7115 Arguments:
7116 """"""""""
7118 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7119 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7120 function.
7122 Semantics:
7123 """"""""""
7125 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7126 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7127 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7129 Example:
7130 """"""""
7132 .. code-block:: llvm
7134       resume { i8*, i32 } %exn
7136 .. _i_catchswitch:
7138 '``catchswitch``' Instruction
7139 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7141 Syntax:
7142 """""""
7146       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7147       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7149 Overview:
7150 """""""""
7152 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7153 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7154 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7156 Arguments:
7157 """"""""""
7159 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7160 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7161 this operand may be the token ``none``.
7163 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7164 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7165 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7166 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7168 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7169 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7171 Semantics:
7172 """"""""""
7174 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7175 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7176 present.
7178 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7179 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7180 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7182 Example:
7183 """"""""
7185 .. code-block:: text
7187     dispatch1:
7188       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7189     dispatch2:
7190       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7192 .. _i_catchret:
7194 '``catchret``' Instruction
7195 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7197 Syntax:
7198 """""""
7202       catchret from <token> to label <normal>
7204 Overview:
7205 """""""""
7207 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7208 single successor.
7211 Arguments:
7212 """"""""""
7214 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7215 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7216 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7217 transfer to next.
7219 Semantics:
7220 """"""""""
7222 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7223 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7224 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7225 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7226 ``normal``.
7228 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7229 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7230 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7231 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7233 Example:
7234 """"""""
7236 .. code-block:: text
7238       catchret from %catch label %continue
7240 .. _i_cleanupret:
7242 '``cleanupret``' Instruction
7243 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7245 Syntax:
7246 """""""
7250       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7251       cleanupret from <value> unwind to caller
7253 Overview:
7254 """""""""
7256 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7257 an optional successor.
7260 Arguments:
7261 """"""""""
7263 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7264 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7265 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7266 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7267 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7269 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7270 which must be the label of another basic block beginning with either a
7271 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7272 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7273 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7275 Semantics:
7276 """"""""""
7278 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7279 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7280 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7281 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7283 Example:
7284 """"""""
7286 .. code-block:: text
7288       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7289       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7291 .. _i_unreachable:
7293 '``unreachable``' Instruction
7294 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7296 Syntax:
7297 """""""
7301       unreachable
7303 Overview:
7304 """""""""
7306 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7307 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7308 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7309 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7311 Semantics:
7312 """"""""""
7314 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7316 .. _unaryops:
7318 Unary Operations
7319 -----------------
7321 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7322 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7323 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7324 result value has the same type as its operand.
7326 .. _i_fneg:
7328 '``fneg``' Instruction
7329 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7331 Syntax:
7332 """""""
7336       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7338 Overview:
7339 """""""""
7341 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7343 Arguments:
7344 """"""""""
7346 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7347 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7348 floating-point values.
7350 Semantics:
7351 """"""""""
7353 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7354 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7355 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7356 unsafe floating-point optimizations:
7358 Example:
7359 """"""""
7361 .. code-block:: text
7363       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7365 .. _binaryops:
7367 Binary Operations
7368 -----------------
7370 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7371 They require two operands of the same type, execute an operation on
7372 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7373 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7374 result value has the same type as its operands.
7376 There are several different binary operators:
7378 .. _i_add:
7380 '``add``' Instruction
7381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7383 Syntax:
7384 """""""
7388       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7389       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7390       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7391       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7393 Overview:
7394 """""""""
7396 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7398 Arguments:
7399 """"""""""
7401 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7402 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7403 arguments must have identical types.
7405 Semantics:
7406 """"""""""
7408 The value produced is the integer sum of the two operands.
7410 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7411 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7412 the result.
7414 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7415 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7417 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7418 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7419 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7420 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7422 Example:
7423 """"""""
7425 .. code-block:: text
7427       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7429 .. _i_fadd:
7431 '``fadd``' Instruction
7432 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7434 Syntax:
7435 """""""
7439       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7441 Overview:
7442 """""""""
7444 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7446 Arguments:
7447 """"""""""
7449 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7450 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7451 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7453 Semantics:
7454 """"""""""
7456 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7457 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7458 environment <floatenv>`.
7459 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7460 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7461 unsafe floating-point optimizations:
7463 Example:
7464 """"""""
7466 .. code-block:: text
7468       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7470 '``sub``' Instruction
7471 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7473 Syntax:
7474 """""""
7478       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7479       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7480       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7481       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7483 Overview:
7484 """""""""
7486 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7488 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7489 instruction present in most other intermediate representations.
7491 Arguments:
7492 """"""""""
7494 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7495 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7496 arguments must have identical types.
7498 Semantics:
7499 """"""""""
7501 The value produced is the integer difference of the two operands.
7503 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7504 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7505 the result.
7507 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7508 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7510 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7511 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7512 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7513 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7515 Example:
7516 """"""""
7518 .. code-block:: text
7520       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7521       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7523 .. _i_fsub:
7525 '``fsub``' Instruction
7526 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7528 Syntax:
7529 """""""
7533       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7535 Overview:
7536 """""""""
7538 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7540 Arguments:
7541 """"""""""
7543 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7544 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7545 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7547 Semantics:
7548 """"""""""
7550 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7551 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7552 environment <floatenv>`.
7553 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7554 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7555 unsafe floating-point optimizations:
7557 Example:
7558 """"""""
7560 .. code-block:: text
7562       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7563       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7565 '``mul``' Instruction
7566 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7568 Syntax:
7569 """""""
7573       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7574       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7575       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7576       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7578 Overview:
7579 """""""""
7581 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7583 Arguments:
7584 """"""""""
7586 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7587 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7588 arguments must have identical types.
7590 Semantics:
7591 """"""""""
7593 The value produced is the integer product of the two operands.
7595 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7596 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7597 bit width of the result.
7599 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7600 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7601 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7602 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7603 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7604 product.
7606 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7607 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7608 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7609 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7611 Example:
7612 """"""""
7614 .. code-block:: text
7616       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7618 .. _i_fmul:
7620 '``fmul``' Instruction
7621 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7623 Syntax:
7624 """""""
7628       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7630 Overview:
7631 """""""""
7633 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7635 Arguments:
7636 """"""""""
7638 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7639 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7640 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7642 Semantics:
7643 """"""""""
7645 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7646 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7647 environment <floatenv>`.
7648 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7649 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7650 unsafe floating-point optimizations:
7652 Example:
7653 """"""""
7655 .. code-block:: text
7657       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7659 '``udiv``' Instruction
7660 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7662 Syntax:
7663 """""""
7667       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7668       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7670 Overview:
7671 """""""""
7673 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7675 Arguments:
7676 """"""""""
7678 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7679 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7680 arguments must have identical types.
7682 Semantics:
7683 """"""""""
7685 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7687 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7688 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7690 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7691 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7694 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7695 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7696 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7698 Example:
7699 """"""""
7701 .. code-block:: text
7703       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7705 '``sdiv``' Instruction
7706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7708 Syntax:
7709 """""""
7713       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7714       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7716 Overview:
7717 """""""""
7719 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7721 Arguments:
7722 """"""""""
7724 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7725 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7726 arguments must have identical types.
7728 Semantics:
7729 """"""""""
7731 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7732 rounded towards zero.
7734 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7735 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7737 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7738 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7739 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7740 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7742 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7743 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7745 Example:
7746 """"""""
7748 .. code-block:: text
7750       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7752 .. _i_fdiv:
7754 '``fdiv``' Instruction
7755 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7757 Syntax:
7758 """""""
7762       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7764 Overview:
7765 """""""""
7767 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7769 Arguments:
7770 """"""""""
7772 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7773 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7774 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7776 Semantics:
7777 """"""""""
7779 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7780 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7781 environment <floatenv>`.
7782 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7783 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7784 unsafe floating-point optimizations:
7786 Example:
7787 """"""""
7789 .. code-block:: text
7791       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7793 '``urem``' Instruction
7794 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7796 Syntax:
7797 """""""
7801       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7803 Overview:
7804 """""""""
7806 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7807 division of its two arguments.
7809 Arguments:
7810 """"""""""
7812 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7813 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7814 arguments must have identical types.
7816 Semantics:
7817 """"""""""
7819 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7820 This instruction always performs an unsigned division to get the
7821 remainder.
7823 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7824 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7826 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7827 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7828 undefined behavior.
7830 Example:
7831 """"""""
7833 .. code-block:: text
7835       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7837 '``srem``' Instruction
7838 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7840 Syntax:
7841 """""""
7845       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7847 Overview:
7848 """""""""
7850 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7851 division of its two operands. This instruction can also take
7852 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7853 must be integers.
7855 Arguments:
7856 """"""""""
7858 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7859 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7860 arguments must have identical types.
7862 Semantics:
7863 """"""""""
7865 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7866 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7867 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7868 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7869 difference, see `The Math
7870 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7871 table of how this is implemented in various languages, please see
7872 `Wikipedia: modulo
7873 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7875 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7876 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7878 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7879 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7880 undefined behavior.
7881 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7882 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7883 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7884 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7885 result of the division and the remainder.)
7887 Example:
7888 """"""""
7890 .. code-block:: text
7892       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7894 .. _i_frem:
7896 '``frem``' Instruction
7897 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7899 Syntax:
7900 """""""
7904       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7906 Overview:
7907 """""""""
7909 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7910 its two operands.
7912 Arguments:
7913 """"""""""
7915 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7916 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7917 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7919 Semantics:
7920 """"""""""
7922 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7923 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7924 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7925 dividend.
7926 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7927 environment <floatenv>`.
7928 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7929 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7930 unsafe floating-point optimizations:
7932 Example:
7933 """"""""
7935 .. code-block:: text
7937       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7939 .. _bitwiseops:
7941 Bitwise Binary Operations
7942 -------------------------
7944 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7945 in a program. They are generally very efficient instructions and can
7946 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
7947 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
7948 single value. The resulting value is the same type as its operands.
7950 '``shl``' Instruction
7951 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7953 Syntax:
7954 """""""
7958       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
7959       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7960       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7961       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7963 Overview:
7964 """""""""
7966 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
7967 a specified number of bits.
7969 Arguments:
7970 """"""""""
7972 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
7973 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7974 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7976 Semantics:
7977 """"""""""
7979 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
7980 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
7981 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
7982 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
7983 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
7984 by the corresponding shift amount in ``op2``.
7986 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7987 value if it shifts out any non-zero bits.
7988 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7989 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
7991 Example:
7992 """"""""
7994 .. code-block:: text
7996       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
7997       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
7998       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
7999       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
8000       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
8002 '``lshr``' Instruction
8003 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8005 Syntax:
8006 """""""
8010       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8011       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8013 Overview:
8014 """""""""
8016 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
8017 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
8019 Arguments:
8020 """"""""""
8022 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
8023 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8024 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8026 Semantics:
8027 """"""""""
8029 This instruction always performs a logical shift right operation. The
8030 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
8031 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8032 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8033 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8034 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8036 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
8037 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8039 Example:
8040 """"""""
8042 .. code-block:: text
8044       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8045       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8046       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8047       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
8048       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
8049       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
8051 '``ashr``' Instruction
8052 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8054 Syntax:
8055 """""""
8059       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8060       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8062 Overview:
8063 """""""""
8065 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
8066 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
8067 extension.
8069 Arguments:
8070 """"""""""
8072 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
8073 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8074 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8076 Semantics:
8077 """"""""""
8079 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
8080 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
8081 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8082 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8083 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8084 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8086 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
8087 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8089 Example:
8090 """"""""
8092 .. code-block:: text
8094       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8095       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8096       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8097       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
8098       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
8099       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
8101 '``and``' Instruction
8102 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8104 Syntax:
8105 """""""
8109       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8111 Overview:
8112 """""""""
8114 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
8115 operands.
8117 Arguments:
8118 """"""""""
8120 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8121 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8122 arguments must have identical types.
8124 Semantics:
8125 """"""""""
8127 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8129 +-----+-----+-----+
8130 | In0 | In1 | Out |
8131 +-----+-----+-----+
8132 |   0 |   0 |   0 |
8133 +-----+-----+-----+
8134 |   0 |   1 |   0 |
8135 +-----+-----+-----+
8136 |   1 |   0 |   0 |
8137 +-----+-----+-----+
8138 |   1 |   1 |   1 |
8139 +-----+-----+-----+
8141 Example:
8142 """"""""
8144 .. code-block:: text
8146       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8147       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8148       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8150 '``or``' Instruction
8151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8153 Syntax:
8154 """""""
8158       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8160 Overview:
8161 """""""""
8163 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8164 two operands.
8166 Arguments:
8167 """"""""""
8169 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8170 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8171 arguments must have identical types.
8173 Semantics:
8174 """"""""""
8176 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8178 +-----+-----+-----+
8179 | In0 | In1 | Out |
8180 +-----+-----+-----+
8181 |   0 |   0 |   0 |
8182 +-----+-----+-----+
8183 |   0 |   1 |   1 |
8184 +-----+-----+-----+
8185 |   1 |   0 |   1 |
8186 +-----+-----+-----+
8187 |   1 |   1 |   1 |
8188 +-----+-----+-----+
8190 Example:
8191 """"""""
8195       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8196       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8197       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8199 '``xor``' Instruction
8200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8202 Syntax:
8203 """""""
8207       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8209 Overview:
8210 """""""""
8212 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8213 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8214 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8216 Arguments:
8217 """"""""""
8219 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8220 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8221 arguments must have identical types.
8223 Semantics:
8224 """"""""""
8226 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8228 +-----+-----+-----+
8229 | In0 | In1 | Out |
8230 +-----+-----+-----+
8231 |   0 |   0 |   0 |
8232 +-----+-----+-----+
8233 |   0 |   1 |   1 |
8234 +-----+-----+-----+
8235 |   1 |   0 |   1 |
8236 +-----+-----+-----+
8237 |   1 |   1 |   0 |
8238 +-----+-----+-----+
8240 Example:
8241 """"""""
8243 .. code-block:: text
8245       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8246       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8247       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8248       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8250 Vector Operations
8251 -----------------
8253 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8254 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8255 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8256 While LLVM does directly support these vector operations, many
8257 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8258 take full advantage of a specific target.
8260 .. _i_extractelement:
8262 '``extractelement``' Instruction
8263 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8265 Syntax:
8266 """""""
8270       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8271       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8273 Overview:
8274 """""""""
8276 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8277 from a vector at a specified index.
8279 Arguments:
8280 """"""""""
8282 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8283 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8284 the position from which to extract the element. The index may be a
8285 variable of any integer type.
8287 Semantics:
8288 """"""""""
8290 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8291 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8292 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8293 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8294 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8295 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8297 Example:
8298 """"""""
8300 .. code-block:: text
8302       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8304 .. _i_insertelement:
8306 '``insertelement``' Instruction
8307 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8309 Syntax:
8310 """""""
8314       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8315       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8317 Overview:
8318 """""""""
8320 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8321 vector at a specified index.
8323 Arguments:
8324 """"""""""
8326 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8327 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8328 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8329 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8330 index may be a variable of any integer type.
8332 Semantics:
8333 """"""""""
8335 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8336 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8337 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8338 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8339 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8340 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8342 Example:
8343 """"""""
8345 .. code-block:: text
8347       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8349 .. _i_shufflevector:
8351 '``shufflevector``' Instruction
8352 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8354 Syntax:
8355 """""""
8359       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8360       <result> = shufflevector <vscale x n x <ty>> <v1>, <vscale x n x <ty>> v2, <vscale x m x i32> <mask>  ; yields <vscale x m x <ty>>
8362 Overview:
8363 """""""""
8365 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8366 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8367 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8369 Arguments:
8370 """"""""""
8372 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8373 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8374 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8375 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8376 same as the element type of the first two operands.
8378 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8379 constant integer or undef values.
8381 Semantics:
8382 """"""""""
8384 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8385 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8386 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8387 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8388 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8389 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8390 of the input vectors, the resulting element is undef.
8392 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8393 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8394 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8396 Example:
8397 """"""""
8399 .. code-block:: text
8401       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8402                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8403       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8404                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8405       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8406                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8407       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8408                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8410 Aggregate Operations
8411 --------------------
8413 LLVM supports several instructions for working with
8414 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8416 .. _i_extractvalue:
8418 '``extractvalue``' Instruction
8419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8421 Syntax:
8422 """""""
8426       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8428 Overview:
8429 """""""""
8431 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8432 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8434 Arguments:
8435 """"""""""
8437 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8438 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8439 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8440 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8442 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8444 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8445    omitted and assumed to be zero.
8446 -  At least one index must be specified.
8447 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8449 Semantics:
8450 """"""""""
8452 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8453 the index operands.
8455 Example:
8456 """"""""
8458 .. code-block:: text
8460       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8462 .. _i_insertvalue:
8464 '``insertvalue``' Instruction
8465 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8467 Syntax:
8468 """""""
8472       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8474 Overview:
8475 """""""""
8477 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8478 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8480 Arguments:
8481 """"""""""
8483 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8484 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8485 a first-class value to insert. The following operands are constant
8486 indices indicating the position at which to insert the value in a
8487 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8488 to insert must have the same type as the value identified by the
8489 indices.
8491 Semantics:
8492 """"""""""
8494 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8495 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8496 indices is that of ``elt``.
8498 Example:
8499 """"""""
8501 .. code-block:: llvm
8503       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8504       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8505       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8507 .. _memoryops:
8509 Memory Access and Addressing Operations
8510 ---------------------------------------
8512 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8513 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8514 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8515 memory in LLVM.
8517 .. _i_alloca:
8519 '``alloca``' Instruction
8520 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8522 Syntax:
8523 """""""
8527       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8529 Overview:
8530 """""""""
8532 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8533 currently executing function, to be automatically released when this
8534 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8535 address space for allocas indicated in the datalayout.
8537 Arguments:
8538 """"""""""
8540 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8541 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8542 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8543 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8544 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8545 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8546 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8547 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8548 boundary compatible with the type.
8550 '``type``' may be any sized type.
8552 Semantics:
8553 """"""""""
8555 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8556 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8557 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8558 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8559 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8560 to represent automatic variables that must have an address available. When
8561 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8562 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8563 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8564 which way the stack grows) is not specified.
8566 Example:
8567 """"""""
8569 .. code-block:: llvm
8571       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8572       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8573       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8574       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8576 .. _i_load:
8578 '``load``' Instruction
8579 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8581 Syntax:
8582 """""""
8586       <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>]
8587       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8588       !<index> = !{ i32 1 }
8589       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8590       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8592 Overview:
8593 """""""""
8595 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8597 Arguments:
8598 """"""""""
8600 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8601 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8602 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8603 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8604 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8605 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8607 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8608 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8609 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8610 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8611 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8612 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8613 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8614 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8615 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8616 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8618 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8619 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8620 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8621 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8622 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8623 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8624 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8625 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8626 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8627 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8628 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8629 tools, so should not be accessed if the function has the
8630 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8632 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8633 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8634 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8635 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8636 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8637 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8638 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8640 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8641 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8642 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8643 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8644 referenced by the load contains the same value at all points in the
8645 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8646 otherwise, the behavior is undefined.
8648 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8649  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8650  See ``invariant.group`` metadata :ref:`invariant.group <md_invariant.group>`
8652 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8653 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8654 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8655 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8656 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8657 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8658 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8660 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8661 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8662 entry.
8663 See ``dereferenceable`` metadata :ref:`dereferenceable <md_dereferenceable>`
8665 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8666 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8667 ``i64`` entry.
8668 See ``dereferenceable_or_null`` metadata :ref:`dereferenceable_or_null
8669 <md_dereferenceable_or_null>`
8671 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8672 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8673 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8674 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8675 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8676 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8677 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8678 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8680 Semantics:
8681 """"""""""
8683 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8684 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8685 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8686 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8687 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8688 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8689 written using a store of the same type.
8691 Examples:
8692 """""""""
8694 .. code-block:: llvm
8696       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8697       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8698       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8700 .. _i_store:
8702 '``store``' Instruction
8703 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8705 Syntax:
8706 """""""
8710       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8711       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8713 Overview:
8714 """""""""
8716 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8718 Arguments:
8719 """"""""""
8721 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8722 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8723 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8724 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8725 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8726 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8727 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8728 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8730 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8731 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8732 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8733 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8734 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8735 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8736 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8737 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8738 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8739 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8741 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8742 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8743 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8744 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8745 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8746 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8747 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8748 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8749 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8750 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8751 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8752 races if another thread can access the same address. Introducing a
8753 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8754 even in situations where a data race is known to not exist if the
8755 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8757 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8758 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8759 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8760 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8761 be reused in the cache. The code generator may select special
8762 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8763 x86.
8765 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8766 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8768 Semantics:
8769 """"""""""
8771 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8772 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8773 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8774 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8775 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8776 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8777 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8778 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8780 Example:
8781 """"""""
8783 .. code-block:: llvm
8785       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8786       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8787       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8789 .. _i_fence:
8791 '``fence``' Instruction
8792 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8794 Syntax:
8795 """""""
8799       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8801 Overview:
8802 """""""""
8804 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8805 between operations.
8807 Arguments:
8808 """"""""""
8810 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8811 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8812 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8814 Semantics:
8815 """"""""""
8817 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8818 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8819 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8820 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8821 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8822 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8823 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8824 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8825 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8826 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8827 *happens-before* edge.
8829 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8830 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8831 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8833 A ``fence`` instruction can also take an optional
8834 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8836 Example:
8837 """"""""
8839 .. code-block:: text
8841       fence acquire                                        ; yields void
8842       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8843       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8845 .. _i_cmpxchg:
8847 '``cmpxchg``' Instruction
8848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8850 Syntax:
8851 """""""
8855       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8857 Overview:
8858 """""""""
8860 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8861 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8862 equal, it tries to store a new value into the memory.
8864 Arguments:
8865 """"""""""
8867 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8868 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8869 address, and a new value to place at that address if the compared values
8870 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8871 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8872 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8873 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8874 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8875 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8876 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8878 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8879 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8880 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8881 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8882 ``release`` or ``acq_rel``.
8884 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8885 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8887 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8888 equal to the size in memory of the operand.
8890 Semantics:
8891 """"""""""
8893 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8894 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8895 written to the location. The original value at the location is returned,
8896 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8898 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8899 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8900 matched.
8902 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8903 if the value loaded equals ``cmp``.
8905 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8906 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8907 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8909 Example:
8910 """"""""
8912 .. code-block:: llvm
8914     entry:
8915       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8916       br label %loop
8918     loop:
8919       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8920       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8921       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8922       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8923       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8924       br i1 %success, label %done, label %loop
8926     done:
8927       ...
8929 .. _i_atomicrmw:
8931 '``atomicrmw``' Instruction
8932 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8934 Syntax:
8935 """""""
8939       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8941 Overview:
8942 """""""""
8944 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
8946 Arguments:
8947 """"""""""
8949 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
8950 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
8951 operation. The operation must be one of the following keywords:
8953 -  xchg
8954 -  add
8955 -  sub
8956 -  and
8957 -  nand
8958 -  or
8959 -  xor
8960 -  max
8961 -  min
8962 -  umax
8963 -  umin
8964 -  fadd
8965 -  fsub
8967 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
8968 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
8969 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
8970 may also be a floating point type with the same size constraints as
8971 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
8972 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
8973 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8974 allowed to modify the number or order of execution of this
8975 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8977 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
8978 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8980 Semantics:
8981 """"""""""
8983 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
8984 operand are atomically read, modified, and written back. The original
8985 value at the location is returned. The modification is specified by the
8986 operation argument:
8988 -  xchg: ``*ptr = val``
8989 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
8990 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
8991 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
8992 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
8993 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
8994 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
8995 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8996 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8997 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
8998    comparison)
8999 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9000    comparison)
9001 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
9002 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
9004 Example:
9005 """"""""
9007 .. code-block:: llvm
9009       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
9011 .. _i_getelementptr:
9013 '``getelementptr``' Instruction
9014 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9016 Syntax:
9017 """""""
9021       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9022       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9023       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
9025 Overview:
9026 """""""""
9028 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
9029 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
9030 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
9031 be used to calculate a vector of such addresses.
9033 Arguments:
9034 """"""""""
9036 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
9037 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
9038 base address to start from. The remaining arguments are indices
9039 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
9040 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
9041 into. The first index always indexes the pointer value given as the
9042 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
9043 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
9044 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
9045 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
9046 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
9047 would require loading the pointer before continuing calculation.
9049 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
9050 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
9051 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
9052 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
9053 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
9054 required to be constant. These integers are treated as signed values
9055 where relevant.
9057 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
9058 to LLVM:
9060 .. code-block:: c
9062     struct RT {
9063       char A;
9064       int B[10][20];
9065       char C;
9066     };
9067     struct ST {
9068       int X;
9069       double Y;
9070       struct RT Z;
9071     };
9073     int *foo(struct ST *s) {
9074       return &s[1].Z.B[5][13];
9075     }
9077 The LLVM code generated by Clang is:
9079 .. code-block:: llvm
9081     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
9082     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
9084     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
9085     entry:
9086       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
9087       ret i32* %arrayidx
9088     }
9090 Semantics:
9091 """"""""""
9093 In the example above, the first index is indexing into the
9094 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
9095 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
9096 indexes into the third element of the structure, yielding a
9097 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
9098 structure. The third index indexes into the second element of the
9099 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
9100 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
9101 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
9102 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
9104 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
9105 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
9106 for the given testcase is equivalent to:
9108 .. code-block:: llvm
9110     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9111       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9112       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9113       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9114       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9115       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9116       ret i32* %t5
9117     }
9119 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9120 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9121 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9122 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9123 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9124 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9125 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9126 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9127 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9128 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9129 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9130 of the computations element-wise.
9132 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9133 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9134 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9135 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9136 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9137 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9138 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9139 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9140 information.
9142 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9143 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9144 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9145 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9146 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9147 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9148 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9149 in the case where both operands are in the range of the element selected
9150 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9151 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9152 in constant ``getelementptr`` expressions.
9154 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9155 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9157 Example:
9158 """"""""
9160 .. code-block:: llvm
9162         ; yields [12 x i8]*:aptr
9163         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9164         ; yields i8*:vptr
9165         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9166         ; yields i8*:eptr
9167         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9168         ; yields i32*:iptr
9169         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9171 Vector of pointers:
9172 """""""""""""""""""
9174 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9175 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9176 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9177 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9179 .. code-block:: llvm
9181      ; All arguments are vectors:
9182      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9183      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9185      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9186      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9187      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9189      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9190      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9191      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9193      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9195 The two following instructions are equivalent:
9197 .. code-block:: llvm
9199      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9200        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9201        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9202        <4 x i32> %ind4,
9203        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9205      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9206        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9208 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9209 makes sense:
9211 .. code-block:: c
9213     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9214     double *A, *B; int *C;
9215     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9216       A[i] = B[C[i]];
9217     }
9219 .. code-block:: llvm
9221     ; get pointers for 8 elements from array B
9222     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9223     ; load 8 elements from array B into A
9224     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9225          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9227 Conversion Operations
9228 ---------------------
9230 The instructions in this category are the conversion instructions
9231 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9232 various bit conversions on the operand.
9234 .. _i_trunc:
9236 '``trunc .. to``' Instruction
9237 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9239 Syntax:
9240 """""""
9244       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9246 Overview:
9247 """""""""
9249 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9251 Arguments:
9252 """"""""""
9254 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9255 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9256 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9257 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9258 types are not allowed.
9260 Semantics:
9261 """"""""""
9263 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9264 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9265 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9266 It will always truncate bits.
9268 Example:
9269 """"""""
9271 .. code-block:: llvm
9273       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9274       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9275       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9276       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9278 .. _i_zext:
9280 '``zext .. to``' Instruction
9281 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9283 Syntax:
9284 """""""
9288       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9290 Overview:
9291 """""""""
9293 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9295 Arguments:
9296 """"""""""
9298 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9299 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9300 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9301 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9303 Semantics:
9304 """"""""""
9306 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9307 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9309 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9311 Example:
9312 """"""""
9314 .. code-block:: llvm
9316       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9317       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9318       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9320 .. _i_sext:
9322 '``sext .. to``' Instruction
9323 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9325 Syntax:
9326 """""""
9330       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9332 Overview:
9333 """""""""
9335 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9337 Arguments:
9338 """"""""""
9340 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9341 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9342 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9343 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9345 Semantics:
9346 """"""""""
9348 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9349 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9350 of the type ``ty2``.
9352 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9354 Example:
9355 """"""""
9357 .. code-block:: llvm
9359       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9360       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9361       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9363 '``fptrunc .. to``' Instruction
9364 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9366 Syntax:
9367 """""""
9371       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9373 Overview:
9374 """""""""
9376 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9378 Arguments:
9379 """"""""""
9381 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9382 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9383 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9384 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9386 Semantics:
9387 """"""""""
9389 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9390 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9391 <t_floating>` type.
9392 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9393 environment <floatenv>`.
9395 Example:
9396 """"""""
9398 .. code-block:: llvm
9400       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9401       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9403 '``fpext .. to``' Instruction
9404 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9406 Syntax:
9407 """""""
9411       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9413 Overview:
9414 """""""""
9416 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9417 value.
9419 Arguments:
9420 """"""""""
9422 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9423 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9424 to. The source type must be smaller than the destination type.
9426 Semantics:
9427 """"""""""
9429 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9430 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9431 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9432 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9433 *no-op cast* for a floating-point cast.
9435 Example:
9436 """"""""
9438 .. code-block:: llvm
9440       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9441       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9443 '``fptoui .. to``' Instruction
9444 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9446 Syntax:
9447 """""""
9451       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9453 Overview:
9454 """""""""
9456 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9457 integer equivalent of type ``ty2``.
9459 Arguments:
9460 """"""""""
9462 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9463 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9464 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9465 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9466 type with the same number of elements as ``ty``
9468 Semantics:
9469 """"""""""
9471 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9472 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9473 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9474 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9476 Example:
9477 """"""""
9479 .. code-block:: llvm
9481       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9482       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9483       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9485 '``fptosi .. to``' Instruction
9486 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9488 Syntax:
9489 """""""
9493       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9495 Overview:
9496 """""""""
9498 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9499 ``value`` to type ``ty2``.
9501 Arguments:
9502 """"""""""
9504 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9505 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9506 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9507 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9508 type with the same number of elements as ``ty``
9510 Semantics:
9511 """"""""""
9513 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9514 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9515 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9516 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9518 Example:
9519 """"""""
9521 .. code-block:: llvm
9523       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9524       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9525       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9527 '``uitofp .. to``' Instruction
9528 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9530 Syntax:
9531 """""""
9535       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9537 Overview:
9538 """""""""
9540 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9541 and converts that value to the ``ty2`` type.
9543 Arguments:
9544 """"""""""
9546 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9547 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9548 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9549 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9550 type with the same number of elements as ``ty``
9552 Semantics:
9553 """"""""""
9555 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9556 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9557 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9558 the default rounding mode.
9561 Example:
9562 """"""""
9564 .. code-block:: llvm
9566       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9567       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9569 '``sitofp .. to``' Instruction
9570 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9572 Syntax:
9573 """""""
9577       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9579 Overview:
9580 """""""""
9582 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9583 converts that value to the ``ty2`` type.
9585 Arguments:
9586 """"""""""
9588 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9589 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9590 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9591 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9592 type with the same number of elements as ``ty``
9594 Semantics:
9595 """"""""""
9597 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9598 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9599 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9600 mode.
9602 Example:
9603 """"""""
9605 .. code-block:: llvm
9607       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9608       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9610 .. _i_ptrtoint:
9612 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9613 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9615 Syntax:
9616 """""""
9620       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9622 Overview:
9623 """""""""
9625 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9626 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9628 Arguments:
9629 """"""""""
9631 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9632 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9633 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9634 a vector of integers type.
9636 Semantics:
9637 """"""""""
9639 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9640 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9641 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9642 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9643 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9644 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9645 change.
9647 Example:
9648 """"""""
9650 .. code-block:: llvm
9652       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9653       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9654       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9656 .. _i_inttoptr:
9658 '``inttoptr .. to``' Instruction
9659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9661 Syntax:
9662 """""""
9666       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>[, !dereferenceable !<deref_bytes_node>][, !dereferenceable_or_null !<deref_bytes_node]             ; yields ty2
9668 Overview:
9669 """""""""
9671 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9672 pointer type, ``ty2``.
9674 Arguments:
9675 """"""""""
9677 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9678 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9679 type.
9681 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
9682 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
9683 entry.
9684 See ``dereferenceable`` metadata.
9686 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
9687 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
9688 ``i64`` entry.
9689 See ``dereferenceable_or_null`` metadata.
9691 Semantics:
9692 """"""""""
9694 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9695 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9696 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9697 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9698 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9699 nothing is done (*no-op cast*).
9701 Example:
9702 """"""""
9704 .. code-block:: llvm
9706       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9707       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9708       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9709       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9711 .. _i_bitcast:
9713 '``bitcast .. to``' Instruction
9714 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9716 Syntax:
9717 """""""
9721       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9723 Overview:
9724 """""""""
9726 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9727 changing any bits.
9729 Arguments:
9730 """"""""""
9732 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9733 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9734 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9735 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9736 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9737 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9738 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9739 long as they have the same size).
9741 Semantics:
9742 """"""""""
9744 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9745 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9746 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9747 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9748 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9749 pointers) types with the same address space through this instruction.
9750 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9751 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9753 Example:
9754 """"""""
9756 .. code-block:: text
9758       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9759       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9760       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9761       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9763 .. _i_addrspacecast:
9765 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9766 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9768 Syntax:
9769 """""""
9773       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9775 Overview:
9776 """""""""
9778 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9779 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9781 Arguments:
9782 """"""""""
9784 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9785 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9786 address space.
9788 Semantics:
9789 """"""""""
9791 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9792 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9793 value modification, depending on the target and the address space
9794 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9795 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9796 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9797 location.
9799 Example:
9800 """"""""
9802 .. code-block:: llvm
9804       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9805       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9806       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9808 .. _otherops:
9810 Other Operations
9811 ----------------
9813 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9814 which defy better classification.
9816 .. _i_icmp:
9818 '``icmp``' Instruction
9819 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9821 Syntax:
9822 """""""
9826       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9828 Overview:
9829 """""""""
9831 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9832 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9833 pointer, or pointer vector operands.
9835 Arguments:
9836 """"""""""
9838 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9839 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9840 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9842 #. ``eq``: equal
9843 #. ``ne``: not equal
9844 #. ``ugt``: unsigned greater than
9845 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9846 #. ``ult``: unsigned less than
9847 #. ``ule``: unsigned less or equal
9848 #. ``sgt``: signed greater than
9849 #. ``sge``: signed greater or equal
9850 #. ``slt``: signed less than
9851 #. ``sle``: signed less or equal
9853 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9854 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9855 must also be identical types.
9857 Semantics:
9858 """"""""""
9860 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9861 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9862 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9864 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9865    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9866 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9867    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9868 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9869    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9870 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9871    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9872 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9873    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9874 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9875    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9876 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9877    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9878 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9879    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9880 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9881    if ``op1`` is less than ``op2``.
9882 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9883    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9885 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9886 are compared as if they were integers.
9888 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9889 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9890 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9892 Example:
9893 """"""""
9895 .. code-block:: text
9897       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9898       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9899       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9900       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9901       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9902       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9904 .. _i_fcmp:
9906 '``fcmp``' Instruction
9907 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9909 Syntax:
9910 """""""
9914       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9916 Overview:
9917 """""""""
9919 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9920 values based on comparison of its operands.
9922 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9923 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9925 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9926 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9927 compared.
9929 Arguments:
9930 """"""""""
9932 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9933 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9934 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9936 #. ``false``: no comparison, always returns false
9937 #. ``oeq``: ordered and equal
9938 #. ``ogt``: ordered and greater than
9939 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9940 #. ``olt``: ordered and less than
9941 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9942 #. ``one``: ordered and not equal
9943 #. ``ord``: ordered (no nans)
9944 #. ``ueq``: unordered or equal
9945 #. ``ugt``: unordered or greater than
9946 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
9947 #. ``ult``: unordered or less than
9948 #. ``ule``: unordered or less than or equal
9949 #. ``une``: unordered or not equal
9950 #. ``uno``: unordered (either nans)
9951 #. ``true``: no comparison, always returns true
9953 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
9954 that either operand may be a QNAN.
9956 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
9957 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
9958 They must have identical types.
9960 Semantics:
9961 """"""""""
9963 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
9964 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
9965 vectors are compared element by element. Each comparison performed
9966 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
9968 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
9969 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9970    is equal to ``op2``.
9971 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9972    is greater than ``op2``.
9973 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9974    is greater than or equal to ``op2``.
9975 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9976    is less than ``op2``.
9977 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9978    is less than or equal to ``op2``.
9979 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9980    is not equal to ``op2``.
9981 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
9982 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9983    equal to ``op2``.
9984 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9985    greater than ``op2``.
9986 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9987    greater than or equal to ``op2``.
9988 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9989    less than ``op2``.
9990 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9991    less than or equal to ``op2``.
9992 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9993    not equal to ``op2``.
9994 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
9995 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
9997 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
9998 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
9999 otherwise unsafe floating-point optimizations.
10001 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
10002 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
10003 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
10004 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
10006 Example:
10007 """"""""
10009 .. code-block:: text
10011       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
10012       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10013       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10014       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
10016 .. _i_phi:
10018 '``phi``' Instruction
10019 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10021 Syntax:
10022 """""""
10026       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
10028 Overview:
10029 """""""""
10031 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
10032 graph representing the function.
10034 Arguments:
10035 """"""""""
10037 The type of the incoming values is specified with the first type field.
10038 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
10039 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
10040 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
10041 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
10042 label arguments.
10044 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
10045 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
10046 block.
10048 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
10049 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
10050 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
10051 instruction's return value on the same edge).
10053 Semantics:
10054 """"""""""
10056 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
10057 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
10058 executed just prior to the current block.
10060 Example:
10061 """"""""
10063 .. code-block:: llvm
10065     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
10066       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
10067       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
10068       br label %Loop
10070 .. _i_select:
10072 '``select``' Instruction
10073 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10075 Syntax:
10076 """""""
10080       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
10082       selty is either i1 or {<N x i1>}
10084 Overview:
10085 """""""""
10087 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
10088 condition, without IR-level branching.
10090 Arguments:
10091 """"""""""
10093 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
10094 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
10095 class <t_firstclass>` type.
10097 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
10098    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
10099    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10100    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
10102 Semantics:
10103 """"""""""
10105 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
10106 the first value argument; otherwise, it returns the second value
10107 argument.
10109 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
10110 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
10112 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
10113 same size, then an entire vector is selected.
10115 Example:
10116 """"""""
10118 .. code-block:: llvm
10120       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10122 .. _i_call:
10124 '``call``' Instruction
10125 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10127 Syntax:
10128 """""""
10132       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10133                  [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10135 Overview:
10136 """""""""
10138 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10140 Arguments:
10141 """"""""""
10143 This instruction requires several arguments:
10145 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10146    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10147    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10148    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10149    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10151    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10152       recursive cycle in the call graph.
10153    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10154       forwarded in place.
10155    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10156       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10157       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10158       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10159       if a void return type is in use.
10161    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10162    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10163    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10164    additional  rules:
10166    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10167      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10168    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10169      produced by the call or void.
10170    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10171      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10172      in address space.
10173    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10174    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10175      returned, and inalloca, must match.
10176    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10177      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10178      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10180    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10181    the following conditions are met:
10183    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
10184    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10185       uses value of call or is void).
10186    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
10187       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
10188    -  `Platform-specific constraints are
10189       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10191 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10192    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10193    call optimization from being performed on the call.
10195 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10196    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10197    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10198    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10200 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10201    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10202    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10203    calling convention of the call must match the calling convention of
10204    the target function, or else the behavior is undefined.
10205 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10206    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10207    are valid here.
10208 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10209    of the called function. If it is not specified, the program address space
10210    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10211 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10212    type of the return value. Functions that return no value are marked
10213    ``void``.
10214 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10215    argument types must match the types implied by this signature. This
10216    type can be omitted if the function is not varargs.
10217 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10218    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10219    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10220    to function value.
10221 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10222    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10223    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10224    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10225    extra arguments can be specified.
10226 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10227 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10229 Semantics:
10230 """"""""""
10232 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10233 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10234 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10235 flow continues with the instruction after the function call, and the
10236 return value of the function is bound to the result argument.
10238 Example:
10239 """"""""
10241 .. code-block:: llvm
10243       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10244       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10245       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10246       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10247       call void %foo(i8 97 signext)
10249       %struct.A = type { i32, i8 }
10250       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10251       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10252       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10253       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10254       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10256 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10257 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10258 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10259 This is something we'd like to change in the future to provide better
10260 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10262 .. _i_va_arg:
10264 '``va_arg``' Instruction
10265 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10267 Syntax:
10268 """""""
10272       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10274 Overview:
10275 """""""""
10277 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10278 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10279 the ``va_arg`` macro in C.
10281 Arguments:
10282 """"""""""
10284 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10285 argument. It returns a value of the specified argument type and
10286 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10287 type of ``va_list`` is target specific.
10289 Semantics:
10290 """"""""""
10292 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10293 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10294 the next argument. For more information, see the variable argument
10295 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10297 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10298 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10299 function.
10301 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10302 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10304 Example:
10305 """"""""
10307 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10309 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10310 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10311 types on any target.
10313 .. _i_landingpad:
10315 '``landingpad``' Instruction
10316 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10318 Syntax:
10319 """""""
10323       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10324       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10326       <clause> := catch <type> <value>
10327       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10329 Overview:
10330 """""""""
10332 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10333 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10334 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10335 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10336 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10337 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10339 Arguments:
10340 """"""""""
10342 The optional
10343 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10345 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10346 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10347 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10348 clause takes an array constant as its argument. Use
10349 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10350 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10351 the ``cleanup`` flag.
10353 Semantics:
10354 """"""""""
10356 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10357 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10358 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10359 calling conventions, how the personality function results are
10360 represented in LLVM IR is target specific.
10362 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10363 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10364 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10365 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10366 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10367 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10368 unwinding continues further up the call stack.
10370 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10372 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10373    of an '``invoke``' instruction.
10374 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10375    first non-PHI instruction.
10376 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10377    pad block.
10378 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10379    '``landingpad``' instruction.
10381 Example:
10382 """"""""
10384 .. code-block:: llvm
10386       ;; A landing pad which can catch an integer.
10387       %res = landingpad { i8*, i32 }
10388                catch i8** @_ZTIi
10389       ;; A landing pad that is a cleanup.
10390       %res = landingpad { i8*, i32 }
10391                cleanup
10392       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10393       %res = landingpad { i8*, i32 }
10394                catch i8** @_ZTIi
10395                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10397 .. _i_catchpad:
10399 '``catchpad``' Instruction
10400 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10402 Syntax:
10403 """""""
10407       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10409 Overview:
10410 """""""""
10412 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10413 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10414 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10415 control to catch an exception.
10417 Arguments:
10418 """"""""""
10420 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10421 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10422 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10423 terminates in a ``catchswitch``.
10425 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10426 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10427 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10428 the exception.
10430 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10431 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10432 pads.
10434 Semantics:
10435 """"""""""
10437 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10438 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10439 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10440 entirely target and personality function-specific.
10442 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10443 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10445 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10446 instructions is described in the
10447 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10449 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10450 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10451 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10452 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10454 Example:
10455 """"""""
10457 .. code-block:: text
10459     dispatch:
10460       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10461       ;; A catch block which can catch an integer.
10462     handler0:
10463       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10465 .. _i_cleanuppad:
10467 '``cleanuppad``' Instruction
10468 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10470 Syntax:
10471 """""""
10475       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10477 Overview:
10478 """""""""
10480 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10481 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10482 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10483 transfer control to run cleanup actions.
10484 The ``args`` correspond to whatever additional
10485 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10486 execute the cleanup.
10487 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10488 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10489 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10490 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10491 this operand may be the token ``none``.
10493 Arguments:
10494 """"""""""
10496 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10497 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10499 Semantics:
10500 """"""""""
10502 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10503 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10504 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10505 As with calling conventions, how the personality function results are
10506 represented in LLVM IR is target specific.
10508 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10510 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10511    an exceptional instruction.
10512 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10513    first non-PHI instruction.
10514 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10515    cleanup block.
10516 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10517    '``cleanuppad``' instruction.
10519 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10520 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10521 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10522 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10524 Example:
10525 """"""""
10527 .. code-block:: text
10529       %tok = cleanuppad within %cs []
10531 .. _intrinsics:
10533 Intrinsic Functions
10534 ===================
10536 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10537 have well known names and semantics and are required to follow certain
10538 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10539 for the LLVM language that does not require changing all of the
10540 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10541 reader/writer, the parser, etc...).
10543 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10544 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10545 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10546 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10547 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10548 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10549 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10550 are added that they be documented here.
10552 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10553 represents a family of functions that perform the same operation but on
10554 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10555 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10556 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10557 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10558 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10559 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10560 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10561 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10562 argument or the result.
10564 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10565 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10566 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10567 whose type is matched against another type do not. For example, the
10568 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10569 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10570 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10571 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10572 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10573 type is matched against the return type, it does not require its own
10574 name suffix.
10576 For target developers who are defining intrinsics for back-end code
10577 generation, any intrinsic overloads based solely the distinction between
10578 integer or floating point types should not be relied upon for correct
10579 code generation. In such cases, the recommended approach for target
10580 maintainers when defining intrinsics is to create separate integer and
10581 FP intrinsics rather than rely on overloading. For example, if different
10582 codegen is required for ``llvm.target.foo(<4 x i32>)`` and
10583 ``llvm.target.foo(<4 x float>)`` then these should be split into
10584 different intrinsics.
10586 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10587 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10589 .. _int_varargs:
10591 Variable Argument Handling Intrinsics
10592 -------------------------------------
10594 Variable argument support is defined in LLVM with the
10595 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10596 functions. These functions are related to the similarly named macros
10597 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10599 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10600 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10601 does not define what this type is, so all transformations should be
10602 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10604 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10605 variable argument handling intrinsic functions are used.
10607 .. code-block:: llvm
10609     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10610     ; it is merely an i8*.
10611     %struct.va_list = type { i8* }
10613     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10614     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10616     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10617       ; Initialize variable argument processing
10618       %ap = alloca %struct.va_list
10619       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10620       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10622       ; Read a single integer argument
10623       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10625       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10626       %aq = alloca i8*
10627       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10628       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10629       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10631       ; Stop processing of arguments.
10632       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10633       ret i32 %tmp
10634     }
10636     declare void @llvm.va_start(i8*)
10637     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10638     declare void @llvm.va_end(i8*)
10640 .. _int_va_start:
10642 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10643 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10645 Syntax:
10646 """""""
10650       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10652 Overview:
10653 """""""""
10655 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10656 subsequent use by ``va_arg``.
10658 Arguments:
10659 """"""""""
10661 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10663 Semantics:
10664 """"""""""
10666 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10667 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10668 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10669 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10670 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10671 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10672 that out.
10674 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10675 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10677 Syntax:
10678 """""""
10682       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10684 Overview:
10685 """""""""
10687 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10688 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10690 Arguments:
10691 """"""""""
10693 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10695 Semantics:
10696 """"""""""
10698 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10699 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10700 element to which the argument points. Calls to
10701 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10702 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10703 ``llvm.va_end``.
10705 .. _int_va_copy:
10707 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10708 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10710 Syntax:
10711 """""""
10715       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10717 Overview:
10718 """""""""
10720 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10721 from the source argument list to the destination argument list.
10723 Arguments:
10724 """"""""""
10726 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10727 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10729 Semantics:
10730 """"""""""
10732 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10733 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10734 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10735 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10736 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10738 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10739 --------------------------------------
10741 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10742 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10743 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10744 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10746 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10747 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10748 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10749 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10750 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10751 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10753 Experimental Statepoint Intrinsics
10754 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10756 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10757 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10758 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10759 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10760 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10761 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10762 described in :doc:`Statepoints`.
10764 .. _int_gcroot:
10766 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10767 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10769 Syntax:
10770 """""""
10774       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10776 Overview:
10777 """""""""
10779 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10780 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10782 Arguments:
10783 """"""""""
10785 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10786 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10787 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10788 root.
10790 Semantics:
10791 """"""""""
10793 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10794 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10795 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10796 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10797 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10799 .. _int_gcread:
10801 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10802 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10804 Syntax:
10805 """""""
10809       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10811 Overview:
10812 """""""""
10814 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10815 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10816 barriers.
10818 Arguments:
10819 """"""""""
10821 The second argument is the address to read from, which should be an
10822 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10823 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10824 runtime (otherwise null).
10826 Semantics:
10827 """"""""""
10829 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10830 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10831 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10832 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10833 algorithm <gc>`.
10835 .. _int_gcwrite:
10837 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10838 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10840 Syntax:
10841 """""""
10845       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10847 Overview:
10848 """""""""
10850 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10851 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10852 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10854 Arguments:
10855 """"""""""
10857 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10858 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10859 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10860 object, Obj may be null.
10862 Semantics:
10863 """"""""""
10865 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10866 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10867 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10868 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10869 algorithm <gc>`.
10871 Code Generator Intrinsics
10872 -------------------------
10874 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10875 may only be implemented with code generator support.
10877 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10878 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10880 Syntax:
10881 """""""
10885       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10887 Overview:
10888 """""""""
10890 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10891 target-specific value indicating the return address of the current
10892 function or one of its callers.
10894 Arguments:
10895 """"""""""
10897 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10898 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10899 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10900 value.
10902 Semantics:
10903 """"""""""
10905 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10906 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10907 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10908 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10909 used for debugging purposes.
10911 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10912 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10913 of the obvious source-language caller.
10915 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10916 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10918 Syntax:
10919 """""""
10923       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10925 Overview:
10926 """""""""
10928 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10929 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10930 current function is stored.
10932 Semantics:
10933 """"""""""
10935 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10936 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10937 of the obvious source-language caller.
10939 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
10941 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
10942 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10944 Syntax:
10945 """""""
10949       declare i8* @llvm.sponentry()
10951 Overview:
10952 """""""""
10954 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
10955 the entry of the current function calling this intrinsic.
10957 Semantics:
10958 """"""""""
10960 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
10962 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
10963 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10965 Syntax:
10966 """""""
10970       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
10972 Overview:
10973 """""""""
10975 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
10976 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
10978 Arguments:
10979 """"""""""
10981 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10982 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
10983 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10984 value.
10986 Semantics:
10987 """"""""""
10989 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
10990 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
10991 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10992 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10993 used for debugging purposes.
10995 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10996 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10997 of the obvious source-language caller.
10999 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
11000 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11002 Syntax:
11003 """""""
11007       declare void @llvm.localescape(...)
11008       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
11010 Overview:
11011 """""""""
11013 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
11014 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
11015 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
11016 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
11018 Arguments:
11019 """"""""""
11021 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
11022 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
11023 once, and it can only do so from the entry block.
11025 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
11026 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
11027 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
11028 other modules.
11030 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
11031 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
11032 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
11033 pointer in platform-specific ways.
11035 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
11036 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
11038 Semantics:
11039 """"""""""
11041 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
11042 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
11043 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
11044 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
11045 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
11046 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
11047 '``llvm.localrecover``'.
11049 .. _int_read_register:
11050 .. _int_write_register:
11052 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
11053 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11055 Syntax:
11056 """""""
11060       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
11061       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
11062       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
11063       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
11064       !0 = !{!"sp\00"}
11066 Overview:
11067 """""""""
11069 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
11070 provides access to the named register. The register must be valid on
11071 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
11072 with the register being read.
11074 Semantics:
11075 """"""""""
11077 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
11078 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
11079 the current value of the register, where possible.
11081 This is useful to implement named register global variables that need
11082 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
11083 bare-metal programs including OS kernels.
11085 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
11086 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
11087 allocatable registers are not supported.
11089 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
11090 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
11091 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
11092 registers.
11094 .. _int_stacksave:
11096 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
11097 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11099 Syntax:
11100 """""""
11104       declare i8* @llvm.stacksave()
11106 Overview:
11107 """""""""
11109 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
11110 of the function stack, for use with
11111 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
11112 implementing language features like scoped automatic variable sized
11113 arrays in C99.
11115 Semantics:
11116 """"""""""
11118 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
11119 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
11120 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
11121 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
11122 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
11123 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
11124 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
11126 .. _int_stackrestore:
11128 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11131 Syntax:
11132 """""""
11136       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11138 Overview:
11139 """""""""
11141 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11142 the function stack to the state it was in when the corresponding
11143 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11144 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11145 sized arrays in C99.
11147 Semantics:
11148 """"""""""
11150 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11152 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11154 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11155 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11157 Syntax:
11158 """""""
11162       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11163       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11165 Overview:
11166 """""""""
11168       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11169       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11170       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11171       intendend for use in combination with
11172       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11173       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11174       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11176 Semantics:
11177 """"""""""
11179       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11180       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11181       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11182       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11183       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11184       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11185       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11187       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11188       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11189       compile-time-known constant value.
11191       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11192       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11194 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11195 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11197 Syntax:
11198 """""""
11202       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11204 Overview:
11205 """""""""
11207 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11208 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11209 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11210 its performance characteristics.
11212 Arguments:
11213 """"""""""
11215 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11216 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11217 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11218 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11219 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11220 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11221 arguments must be constant integers.
11223 Semantics:
11224 """"""""""
11226 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11227 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11228 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11229 the processor cache for better performance.
11231 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11232 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11234 Syntax:
11235 """""""
11239       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11241 Overview:
11242 """""""""
11244 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11245 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11246 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11247 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11248 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11249 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11250 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11251 allow correlations of simulation runs.
11253 Arguments:
11254 """"""""""
11256 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11258 Semantics:
11259 """"""""""
11261 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11262 that do not support this intrinsic may ignore it.
11264 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11265 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11267 Syntax:
11268 """""""
11272       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11274 Overview:
11275 """""""""
11277 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11278 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11279 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11280 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11281 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11282 timings.
11284 Semantics:
11285 """"""""""
11287 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11288 memory. Implementations are allowed to either return a application
11289 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11290 is lowered to a constant 0.
11292 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11293 running at and the host platform.
11295 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11296 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11298 Syntax:
11299 """""""
11303       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11305 Overview:
11306 """""""""
11308 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11309 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11310 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11311 flushes the instruction cache.
11313 Semantics:
11314 """"""""""
11316 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11317 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11318 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11319 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11320 privileges.
11322 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11323 time library.
11325 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11326 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11328 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11329 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11331 Syntax:
11332 """""""
11336       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11337                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11339 Overview:
11340 """""""""
11342 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11343 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11344 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11345 program at runtime.
11347 Arguments:
11348 """"""""""
11350 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11351 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11352 (mangled) function name for a set of counters.
11354 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11355 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11356 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11357 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11358 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11360 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11361 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11363 Semantics:
11364 """"""""""
11366 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11367 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11368 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11369 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11370 the ``llvm-profdata`` tool.
11372 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11373 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11375 Syntax:
11376 """""""
11380       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11381                                                   i32 <num-counters>,
11382                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11384 Overview:
11385 """""""""
11387 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11388 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11389 argument to specify the step of the increment.
11391 Arguments:
11392 """"""""""
11393 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11394 intrinsic.
11396 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11398 Semantics:
11399 """"""""""
11400 See description of '``llvm.instrprof.increment``' instrinsic.
11403 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11404 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11406 Syntax:
11407 """""""
11411       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11412                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11413                                                  i32 <index>)
11415 Overview:
11416 """""""""
11418 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11419 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11420 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11421 instrumented expressions take in a program at runtime.
11423 Arguments:
11424 """"""""""
11426 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11427 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11428 (mangled) function name for a set of counters.
11430 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11431 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11432 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11433 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11435 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11436 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11437 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11438 supported value profiling kinds are enumerated through the
11439 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11440 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11441 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11443 Semantics:
11444 """"""""""
11446 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11447 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11448 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11449 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11450 runtime library with proper arguments.
11452 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11453 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11455 Syntax:
11456 """""""
11460       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11462 Overview:
11463 """""""""
11465 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11466 pointer.
11468 Semantics:
11469 """"""""""
11471 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11472 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11473 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11474 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11475 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11476 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11477 this intrinsic.
11479 Standard C Library Intrinsics
11480 -----------------------------
11482 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11483 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11484 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11485 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11487 .. _int_memcpy:
11489 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11492 Syntax:
11493 """""""
11495 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11496 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11497 support all bit widths however.
11501       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11502                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11503       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11504                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11506 Overview:
11507 """""""""
11509 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11510 source location to the destination location.
11512 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11513 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11514 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11516 Arguments:
11517 """"""""""
11519 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11520 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11521 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11522 boolean indicating a volatile access.
11524 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11525 for the first and second arguments.
11527 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11528 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11529 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11531 Semantics:
11532 """"""""""
11534 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11535 source location to the destination location, which are not allowed to
11536 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11537 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11538 the argument.
11540 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11541 be appropriately aligned.
11543 .. _int_memmove:
11545 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11546 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11548 Syntax:
11549 """""""
11551 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11552 bit width and for different address space. Not all targets support all
11553 bit widths however.
11557       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11558                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11559       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11560                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11562 Overview:
11563 """""""""
11565 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11566 source location to the destination location. It is similar to the
11567 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11568 overlap.
11570 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11571 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11572 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11574 Arguments:
11575 """"""""""
11577 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11578 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11579 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11580 boolean indicating a volatile access.
11582 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11583 for the first and second arguments.
11585 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11586 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11587 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11589 Semantics:
11590 """"""""""
11592 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11593 source location to the destination location, which may overlap. It
11594 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11595 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11596 the argument.
11598 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11599 be appropriately aligned.
11601 .. _int_memset:
11603 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11606 Syntax:
11607 """""""
11609 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11610 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11611 support all bit widths.
11615       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11616                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11617       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11618                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11620 Overview:
11621 """""""""
11623 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11624 particular byte value.
11626 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11627 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11628 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11630 Arguments:
11631 """"""""""
11633 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11634 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11635 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11636 is a boolean indicating a volatile access.
11638 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11639 for the first arguments.
11641 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11642 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11643 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11645 Semantics:
11646 """"""""""
11648 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11649 at the destination location. If the argument is known to be
11650 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11651 the argument.
11653 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11654 be appropriately aligned.
11656 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11659 Syntax:
11660 """""""
11662 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11663 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11664 all types however.
11668       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11669       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11670       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11671       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11672       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11674 Overview:
11675 """""""""
11677 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11679 Arguments:
11680 """"""""""
11682 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11684 Semantics:
11685 """"""""""
11687 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11688 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11689 matches a conforming libm implementation.
11691 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11692 using a less accurate calculation.
11694 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11695 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11697 Syntax:
11698 """""""
11700 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11701 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11702 all types however.
11706       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11707       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11708       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11709       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11710       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11712 Overview:
11713 """""""""
11715 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11716 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11717 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11718 used, the second argument remains a scalar integer value.
11720 Arguments:
11721 """"""""""
11723 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11724 raise to that power.
11726 Semantics:
11727 """"""""""
11729 This function returns the first value raised to the second power with an
11730 unspecified sequence of rounding operations.
11732 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11733 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11735 Syntax:
11736 """""""
11738 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11739 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11740 all types however.
11744       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11745       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11746       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11747       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11748       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11750 Overview:
11751 """""""""
11753 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11755 Arguments:
11756 """"""""""
11758 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11760 Semantics:
11761 """"""""""
11763 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11764 trapping or setting ``errno``.
11766 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11767 using a less accurate calculation.
11769 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11770 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11772 Syntax:
11773 """""""
11775 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11776 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11777 all types however.
11781       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11782       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11783       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11784       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11785       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11787 Overview:
11788 """""""""
11790 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11792 Arguments:
11793 """"""""""
11795 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11797 Semantics:
11798 """"""""""
11800 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11801 trapping or setting ``errno``.
11803 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11804 using a less accurate calculation.
11806 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11807 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11809 Syntax:
11810 """""""
11812 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11813 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11814 all types however.
11818       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11819       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11820       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11821       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11822       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11824 Overview:
11825 """""""""
11827 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11828 specified (positive or negative) power.
11830 Arguments:
11831 """"""""""
11833 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11835 Semantics:
11836 """"""""""
11838 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11839 trapping or setting ``errno``.
11841 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11842 using a less accurate calculation.
11844 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11845 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11847 Syntax:
11848 """""""
11850 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11851 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11852 all types however.
11856       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11857       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11858       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11859       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11860       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11862 Overview:
11863 """""""""
11865 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11866 value.
11868 Arguments:
11869 """"""""""
11871 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11873 Semantics:
11874 """"""""""
11876 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11877 trapping or setting ``errno``.
11879 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11880 using a less accurate calculation.
11882 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11883 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11885 Syntax:
11886 """""""
11888 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11889 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11890 all types however.
11894       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11895       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11896       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11897       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11898       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11900 Overview:
11901 """""""""
11903 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11904 specified value.
11906 Arguments:
11907 """"""""""
11909 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11911 Semantics:
11912 """"""""""
11914 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11915 trapping or setting ``errno``.
11917 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11918 using a less accurate calculation.
11920 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11921 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11923 Syntax:
11924 """""""
11926 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11927 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11928 all types however.
11932       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11933       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11934       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11935       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11936       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11938 Overview:
11939 """""""""
11941 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
11942 value.
11944 Arguments:
11945 """"""""""
11947 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11949 Semantics:
11950 """"""""""
11952 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
11953 trapping or setting ``errno``.
11955 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11956 using a less accurate calculation.
11958 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
11959 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11961 Syntax:
11962 """""""
11964 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
11965 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11966 all types however.
11970       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
11971       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
11972       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
11973       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
11974       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11976 Overview:
11977 """""""""
11979 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
11980 specified value.
11982 Arguments:
11983 """"""""""
11985 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11987 Semantics:
11988 """"""""""
11990 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
11991 trapping or setting ``errno``.
11993 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11994 using a less accurate calculation.
11996 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
11997 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11999 Syntax:
12000 """""""
12002 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
12003 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12004 all types however.
12008       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
12009       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
12010       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
12011       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
12012       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12014 Overview:
12015 """""""""
12017 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
12018 value.
12020 Arguments:
12021 """"""""""
12023 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12025 Semantics:
12026 """"""""""
12028 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
12029 trapping or setting ``errno``.
12031 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12032 using a less accurate calculation.
12034 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
12035 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12037 Syntax:
12038 """""""
12040 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
12041 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12042 all types however.
12046       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
12047       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
12048       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
12049       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
12050       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
12052 Overview:
12053 """""""""
12055 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
12057 Arguments:
12058 """"""""""
12060 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
12062 Semantics:
12063 """"""""""
12065 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
12066 trapping or setting ``errno``.
12068 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12069 using a less accurate calculation.
12071 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
12072 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12074 Syntax:
12075 """""""
12077 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
12078 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12079 all types however.
12083       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
12084       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
12085       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
12086       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
12087       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
12089 Overview:
12090 """""""""
12092 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
12093 operand.
12095 Arguments:
12096 """"""""""
12098 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12099 type.
12101 Semantics:
12102 """"""""""
12104 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
12105 would, and handles error conditions in the same way.
12107 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
12108 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12110 Syntax:
12111 """""""
12113 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
12114 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12115 all types however.
12119       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
12120       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12121       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12122       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12123       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12125 Overview:
12126 """""""""
12128 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12129 arguments.
12132 Arguments:
12133 """"""""""
12135 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12136 type.
12138 Semantics:
12139 """"""""""
12141 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12142 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12144 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12145 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12146 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12147 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12148 return either -0.0 or 0.0.
12150 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12151 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12152 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12153 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12154 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12155 ``llvm.canonicalize``).
12158 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12159 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12161 Syntax:
12162 """""""
12164 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12165 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12166 all types however.
12170       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12171       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12172       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12173       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12174       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12176 Overview:
12177 """""""""
12179 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12180 arguments.
12183 Arguments:
12184 """"""""""
12186 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12187 type.
12189 Semantics:
12190 """"""""""
12191 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12192 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12194 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12195 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12196 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12197 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12198 return either -0.0 or 0.0.
12200 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12201 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12202 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12203 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12204 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12205 ``llvm.canonicalize``).
12207 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12208 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12210 Syntax:
12211 """""""
12213 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12214 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12215 all types however.
12219       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12220       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12221       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12222       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12223       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12225 Overview:
12226 """""""""
12228 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12229 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12232 Arguments:
12233 """"""""""
12235 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12236 type.
12238 Semantics:
12239 """"""""""
12240 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12241 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12242 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12243 IEEE 754-2018.
12245 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12246 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12248 Syntax:
12249 """""""
12251 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12252 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12253 all types however.
12257       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12258       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12259       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12260       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12261       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12263 Overview:
12264 """""""""
12266 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12267 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12270 Arguments:
12271 """"""""""
12273 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12274 type.
12276 Semantics:
12277 """"""""""
12278 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12279 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12280 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12281 IEEE 754-2018.
12283 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12284 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12286 Syntax:
12287 """""""
12289 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12290 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12291 all types however.
12295       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12296       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12297       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12298       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12299       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12301 Overview:
12302 """""""""
12304 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12305 first operand and the sign of the second operand.
12307 Arguments:
12308 """"""""""
12310 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12311 type.
12313 Semantics:
12314 """"""""""
12316 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12317 functions would, and handles error conditions in the same way.
12319 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12320 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12322 Syntax:
12323 """""""
12325 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12326 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12327 all types however.
12331       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12332       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12333       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12334       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12335       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12337 Overview:
12338 """""""""
12340 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12342 Arguments:
12343 """"""""""
12345 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12346 type.
12348 Semantics:
12349 """"""""""
12351 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12352 would, and handles error conditions in the same way.
12354 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12355 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12357 Syntax:
12358 """""""
12360 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12361 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12362 all types however.
12366       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12367       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12368       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12369       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12370       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12372 Overview:
12373 """""""""
12375 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12377 Arguments:
12378 """"""""""
12380 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12381 type.
12383 Semantics:
12384 """"""""""
12386 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12387 would, and handles error conditions in the same way.
12389 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12390 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12392 Syntax:
12393 """""""
12395 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12396 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12397 all types however.
12401       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12402       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12403       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12404       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12405       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12407 Overview:
12408 """""""""
12410 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12411 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12413 Arguments:
12414 """"""""""
12416 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12417 type.
12419 Semantics:
12420 """"""""""
12422 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12423 would, and handles error conditions in the same way.
12425 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12426 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12428 Syntax:
12429 """""""
12431 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12432 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12433 all types however.
12437       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12438       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12439       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12440       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12441       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12443 Overview:
12444 """""""""
12446 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12447 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12448 operand isn't an integer.
12450 Arguments:
12451 """"""""""
12453 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12454 type.
12456 Semantics:
12457 """"""""""
12459 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12460 would, and handles error conditions in the same way.
12462 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12465 Syntax:
12466 """""""
12468 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12469 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12470 all types however.
12474       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12475       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12476       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12477       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12478       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12480 Overview:
12481 """""""""
12483 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12484 nearest integer.
12486 Arguments:
12487 """"""""""
12489 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12490 type.
12492 Semantics:
12493 """"""""""
12495 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12496 functions would, and handles error conditions in the same way.
12498 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12499 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12501 Syntax:
12502 """""""
12504 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12505 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12506 all types however.
12510       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12511       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12512       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12513       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12514       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12516 Overview:
12517 """""""""
12519 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12520 nearest integer.
12522 Arguments:
12523 """"""""""
12525 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12526 type.
12528 Semantics:
12529 """"""""""
12531 This function returns the same values as the libm ``round``
12532 functions would, and handles error conditions in the same way.
12534 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12535 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12537 Syntax:
12538 """""""
12540 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12541 floating-point type. Not all targets support all types however.
12545       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12546       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12547       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12548       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12549       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12551       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12552       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12553       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12554       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12555       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12557 Overview:
12558 """""""""
12560 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12561 nearest integer.
12563 Arguments:
12564 """"""""""
12566 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12568 Semantics:
12569 """"""""""
12571 This function returns the same values as the libm ``lround``
12572 functions would, but without setting errno.
12574 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12575 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12577 Syntax:
12578 """""""
12580 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12581 floating-point type. Not all targets support all types however.
12585       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12586       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12587       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12588       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12589       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12591 Overview:
12592 """""""""
12594 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12595 nearest integer.
12597 Arguments:
12598 """"""""""
12600 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12602 Semantics:
12603 """"""""""
12605 This function returns the same values as the libm ``llround``
12606 functions would, but without setting errno.
12608 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12609 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12611 Syntax:
12612 """""""
12614 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12615 floating-point type. Not all targets support all types however.
12619       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12620       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12621       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12622       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12623       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12625       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12626       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12627       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12628       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12629       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12631 Overview:
12632 """""""""
12634 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12635 nearest integer.
12637 Arguments:
12638 """"""""""
12640 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12642 Semantics:
12643 """"""""""
12645 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12646 functions would, but without setting errno.
12648 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12649 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12651 Syntax:
12652 """""""
12654 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12655 floating-point type. Not all targets support all types however.
12659       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12660       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12661       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12662       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12663       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12665 Overview:
12666 """""""""
12668 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12669 nearest integer.
12671 Arguments:
12672 """"""""""
12674 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12676 Semantics:
12677 """"""""""
12679 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12680 functions would, but without setting errno.
12682 Bit Manipulation Intrinsics
12683 ---------------------------
12685 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12686 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12688 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12691 Syntax:
12692 """""""
12694 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12695 integer type.
12699       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12700       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12701       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12702       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12704 Overview:
12705 """""""""
12707 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12708 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12709 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12711 Semantics:
12712 """"""""""
12714 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12715 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12716 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12717 basis and the element order is not affected.
12719 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12720 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12722 Syntax:
12723 """""""
12725 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12726 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12730       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12731       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12732       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12733       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12735 Overview:
12736 """""""""
12738 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12739 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12740 multiple of 16 bits).
12742 Semantics:
12743 """"""""""
12745 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12746 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12747 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12748 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12749 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12750 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12751 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12752 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12753 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12755 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12756 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12758 Syntax:
12759 """""""
12761 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12762 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12763 support all bit widths or vector types, however.
12767       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12768       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12769       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12770       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12771       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12772       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12774 Overview:
12775 """""""""
12777 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12778 in a value.
12780 Arguments:
12781 """"""""""
12783 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12784 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12785 match the argument type.
12787 Semantics:
12788 """"""""""
12790 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12791 each element of a vector.
12793 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12794 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12796 Syntax:
12797 """""""
12799 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12800 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12801 targets support all bit widths or vector types, however.
12805       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12806       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12807       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12808       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12809       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12810       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12812 Overview:
12813 """""""""
12815 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12816 leading zeros in a variable.
12818 Arguments:
12819 """"""""""
12821 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12822 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12823 type must match the first argument type.
12825 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12826 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12827 defined result. Historically some architectures did not provide a
12828 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12829 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12831 Semantics:
12832 """"""""""
12834 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12835 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12836 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12837 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12838 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12840 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12841 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12843 Syntax:
12844 """""""
12846 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12847 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12848 support all bit widths or vector types, however.
12852       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12853       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12854       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12855       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12856       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12857       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12859 Overview:
12860 """""""""
12862 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12863 trailing zeros.
12865 Arguments:
12866 """"""""""
12868 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12869 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12870 type must match the first argument type.
12872 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12873 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12874 defined result. Historically some architectures did not provide a
12875 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12876 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12878 Semantics:
12879 """"""""""
12881 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12882 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12883 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12884 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12885 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12887 .. _int_overflow:
12889 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12890 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12892 Syntax:
12893 """""""
12895 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12896 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12897 support all bit widths or vector types, however.
12901       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12902       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12903       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12905 Overview:
12906 """""""""
12908 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12909 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12910 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12911 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12912 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12913 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12914 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12915 modulo the element size of the arguments.
12917 Arguments:
12918 """"""""""
12920 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12921 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12922 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12923 have the same type.
12925 Example:
12926 """"""""
12928 .. code-block:: text
12930       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12931       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12932       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12933       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12935 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12936 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12938 Syntax:
12939 """""""
12941 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
12942 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12943 support all bit widths or vector types, however.
12947       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12948       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12949       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12951 Overview:
12952 """""""""
12954 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
12955 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12956 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
12957 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12958 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12959 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
12960 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12961 modulo the element size of the arguments.
12963 Arguments:
12964 """"""""""
12966 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12967 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12968 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12969 have the same type.
12971 Example:
12972 """"""""
12974 .. code-block:: text
12976       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
12977       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
12978       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
12979       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
12981 Arithmetic with Overflow Intrinsics
12982 -----------------------------------
12984 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
12986 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
12987 element of this struct contains the result of the corresponding
12988 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
12989 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
12990 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
12991 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
12992 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
12994 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
12995 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
12996 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
12997 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
12998 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
12999 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
13000 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
13002 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
13003 values.
13005 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13006 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13008 Syntax:
13009 """""""
13011 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
13012 on any integer bit width or vectors of integers.
13016       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13017       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13018       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13019       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13021 Overview:
13022 """""""""
13024 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13025 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
13026 occurred during the signed summation.
13028 Arguments:
13029 """"""""""
13031 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13032 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13033 bit width. The second element of the result structure must be of type
13034 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13035 addition.
13037 Semantics:
13038 """"""""""
13040 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13041 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
13042 first element of which is the signed summation, and the second element
13043 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
13044 overflow.
13046 Examples:
13047 """""""""
13049 .. code-block:: llvm
13051       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13052       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13053       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13054       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13056 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13057 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13059 Syntax:
13060 """""""
13062 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
13063 on any integer bit width or vectors of integers.
13067       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13068       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13069       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13070       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13072 Overview:
13073 """""""""
13075 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13076 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
13077 occurred during the unsigned summation.
13079 Arguments:
13080 """"""""""
13082 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13083 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13084 bit width. The second element of the result structure must be of type
13085 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13086 addition.
13088 Semantics:
13089 """"""""""
13091 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13092 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
13093 first element of which is the sum, and the second element of which is a
13094 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
13096 Examples:
13097 """""""""
13099 .. code-block:: llvm
13101       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13102       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13103       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13104       br i1 %obit, label %carry, label %normal
13106 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
13107 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13109 Syntax:
13110 """""""
13112 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
13113 on any integer bit width or vectors of integers.
13117       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13118       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13119       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13120       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13122 Overview:
13123 """""""""
13125 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13126 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13127 overflow occurred during the signed subtraction.
13129 Arguments:
13130 """"""""""
13132 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13133 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13134 bit width. The second element of the result structure must be of type
13135 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13136 subtraction.
13138 Semantics:
13139 """"""""""
13141 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13142 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13143 first element of which is the subtraction, and the second element of
13144 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13145 overflow.
13147 Examples:
13148 """""""""
13150 .. code-block:: llvm
13152       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13153       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13154       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13155       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13157 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13158 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13160 Syntax:
13161 """""""
13163 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13164 on any integer bit width or vectors of integers.
13168       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13169       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13170       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13171       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13173 Overview:
13174 """""""""
13176 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13177 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13178 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13180 Arguments:
13181 """"""""""
13183 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13184 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13185 bit width. The second element of the result structure must be of type
13186 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13187 subtraction.
13189 Semantics:
13190 """"""""""
13192 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13193 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13194 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13195 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13196 overflow.
13198 Examples:
13199 """""""""
13201 .. code-block:: llvm
13203       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13204       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13205       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13206       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13208 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13209 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13211 Syntax:
13212 """""""
13214 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13215 on any integer bit width or vectors of integers.
13219       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13220       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13221       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13222       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13224 Overview:
13225 """""""""
13227 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13228 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13229 overflow occurred during the signed multiplication.
13231 Arguments:
13232 """"""""""
13234 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13235 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13236 bit width. The second element of the result structure must be of type
13237 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13238 multiplication.
13240 Semantics:
13241 """"""""""
13243 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13244 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13245 the first element of which is the multiplication, and the second element
13246 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13247 overflow.
13249 Examples:
13250 """""""""
13252 .. code-block:: llvm
13254       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13255       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13256       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13257       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13259 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13260 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13262 Syntax:
13263 """""""
13265 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13266 on any integer bit width or vectors of integers.
13270       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13271       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13272       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13273       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13275 Overview:
13276 """""""""
13278 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13279 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13280 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13282 Arguments:
13283 """"""""""
13285 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13286 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13287 bit width. The second element of the result structure must be of type
13288 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13289 multiplication.
13291 Semantics:
13292 """"""""""
13294 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13295 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13296 the first element of which is the multiplication, and the second
13297 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13298 resulted in an overflow.
13300 Examples:
13301 """""""""
13303 .. code-block:: llvm
13305       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13306       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13307       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13308       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13310 Saturation Arithmetic Intrinsics
13311 ---------------------------------
13313 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13314 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13315 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13316 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13317 minimum.
13320 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13321 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13323 Syntax
13324 """""""
13326 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13327 on any integer bit width or vectors of integers.
13331       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13332       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13333       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13334       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13336 Overview
13337 """""""""
13339 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13340 saturation addition on the 2 arguments.
13342 Arguments
13343 """"""""""
13345 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13346 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13347 values that will undergo signed addition.
13349 Semantics:
13350 """"""""""
13352 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13353 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13354 smallest signed value representable by this bit width.
13357 Examples
13358 """""""""
13360 .. code-block:: llvm
13362       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13363       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13364       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13365       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13368 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13369 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13371 Syntax
13372 """""""
13374 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13375 on any integer bit width or vectors of integers.
13379       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13380       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13381       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13382       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13384 Overview
13385 """""""""
13387 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13388 saturation addition on the 2 arguments.
13390 Arguments
13391 """"""""""
13393 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13394 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13395 values that will undergo unsigned addition.
13397 Semantics:
13398 """"""""""
13400 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13401 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13402 operation, the result will never saturate towards zero.
13405 Examples
13406 """""""""
13408 .. code-block:: llvm
13410       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13411       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13412       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13415 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13416 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13418 Syntax
13419 """""""
13421 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13422 on any integer bit width or vectors of integers.
13426       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13427       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13428       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13429       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13431 Overview
13432 """""""""
13434 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13435 saturation subtraction on the 2 arguments.
13437 Arguments
13438 """"""""""
13440 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13441 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13442 values that will undergo signed subtraction.
13444 Semantics:
13445 """"""""""
13447 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13448 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13449 smallest signed value representable by this bit width.
13452 Examples
13453 """""""""
13455 .. code-block:: llvm
13457       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13458       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13459       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13460       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13463 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13464 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13466 Syntax
13467 """""""
13469 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13470 on any integer bit width or vectors of integers.
13474       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13475       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13476       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13477       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13479 Overview
13480 """""""""
13482 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13483 saturation subtraction on the 2 arguments.
13485 Arguments
13486 """"""""""
13488 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13489 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13490 values that will undergo unsigned subtraction.
13492 Semantics:
13493 """"""""""
13495 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13496 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13497 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13498 the largest possible value representable by this bit width.
13501 Examples
13502 """""""""
13504 .. code-block:: llvm
13506       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13507       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13510 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13511 ---------------------------------
13513 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13514 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13515 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13516 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13517 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13518 of the same scale, specified as the third argument.
13520 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13521 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13522 multplication can be represented as
13525         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13527         ; Expands to
13528         %a2 = sext i4 %a to i8
13529         %b2 = sext i4 %b to i8
13530         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13531         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13532         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13533         %result = trunc i8 %r to i4
13535 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13536 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13537 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13538 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13539 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13540 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13541 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13542 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13543 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13544 be less than 1/2^(scale).
13547 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13548 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13550 Syntax
13551 """""""
13553 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13554 on any integer bit width or vectors of integers.
13558       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13559       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13560       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13561       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13563 Overview
13564 """""""""
13566 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13567 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13569 Arguments
13570 """"""""""
13572 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13573 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13574 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13575 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13576 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13577 integer.
13579 Semantics:
13580 """"""""""
13582 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13583 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13584 in the third argument.
13586 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13587 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13588 direction is unspecified.
13590 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13591 the fixed point type.
13594 Examples
13595 """""""""
13597 .. code-block:: llvm
13599       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13600       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13601       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13603       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13604       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13607 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13608 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13610 Syntax
13611 """""""
13613 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13614 on any integer bit width or vectors of integers.
13618       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13619       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13620       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13621       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13623 Overview
13624 """""""""
13626 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13627 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13629 Arguments
13630 """"""""""
13632 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13633 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13634 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13635 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13636 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13637 integer.
13639 Semantics:
13640 """"""""""
13642 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13643 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13644 in the third argument.
13646 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13647 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13648 direction is unspecified.
13650 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13651 the fixed point type.
13654 Examples
13655 """""""""
13657 .. code-block:: llvm
13659       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13660       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13662       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13663       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13666 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13667 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13669 Syntax
13670 """""""
13672 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13673 on any integer bit width or vectors of integers.
13677       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13678       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13679       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13680       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13682 Overview
13683 """""""""
13685 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13686 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13688 Arguments
13689 """"""""""
13691 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13692 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13693 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13694 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13695 integer.
13697 Semantics:
13698 """"""""""
13700 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13701 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13702 in the third argument.
13704 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13705 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13706 direction is unspecified.
13708 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13709 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13710 smallest signed value representable by this bit width.
13713 Examples
13714 """""""""
13716 .. code-block:: llvm
13718       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13719       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13720       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13722       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13723       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13725       ; Saturation
13726       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13727       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 2)  ; %res = 7
13728       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 2, i32 2)  ; %res = -8
13729       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 2)  ; %res = 7
13731       ; Scale can affect the saturation result
13732       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13733       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13736 Specialised Arithmetic Intrinsics
13737 ---------------------------------
13739 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13740 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13742 Syntax:
13743 """""""
13747       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13748       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13750 Overview:
13751 """""""""
13753 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13754 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13755 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13756 defined by IEEE-754-2008 to be:
13760       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13761       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13762       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13764 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13765 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13766 according to section 6.2.
13768 Examples of non-canonical encodings:
13770 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13771   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13772 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13773   encodings.
13774 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13775   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13776   a zero of the same sign by this operation.
13778 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13779 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13780 quiet NaN result.
13782 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13783 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13784 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13785 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13787 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13789 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13790 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13791   to ``(x == y)``
13793 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13794 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13796 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13797 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13798 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13799 usual methods.
13801 The canonicalization operation may be optimized away if:
13803 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13804   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13805 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13806   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13808 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13809 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13811 Syntax:
13812 """""""
13816       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13817       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13819 Overview:
13820 """""""""
13822 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13823 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13824 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13825 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13826 and add instructions.
13828 Arguments:
13829 """"""""""
13831 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13832 multiplicands, a and b, and an addend c.
13834 Semantics:
13835 """"""""""
13837 The expression:
13841       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13843 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
13844 not be performed between the multiplication and addition steps if the
13845 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
13846 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
13847 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
13848 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13850 Examples:
13851 """""""""
13853 .. code-block:: llvm
13855       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13858 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13859 ----------------------------------------
13861 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13862 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13863 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13864 scalar result of the same element type.
13867 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13868 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13870 Syntax:
13871 """""""
13875       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %a)
13876       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %a)
13878 Overview:
13879 """""""""
13881 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
13882 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13883 the element-type of the vector input.
13885 Arguments:
13886 """"""""""
13887 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13889 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' Intrinsic
13890 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13892 Syntax:
13893 """""""
13897       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
13898       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
13900 Overview:
13901 """""""""
13903 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
13904 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13905 matches the element-type of the vector input.
13907 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
13908 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
13909 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
13910 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13913 Arguments:
13914 """"""""""
13915 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
13916 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
13917 The second argument must be a vector of floating-point values.
13919 Examples:
13920 """""""""
13924       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float 0.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
13925       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13928 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
13929 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13931 Syntax:
13932 """""""
13936       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %a)
13937       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v2i64(<2 x i64> %a)
13939 Overview:
13940 """""""""
13942 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
13943 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13944 the element-type of the vector input.
13946 Arguments:
13947 """"""""""
13948 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13950 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' Intrinsic
13951 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13953 Syntax:
13954 """""""
13958       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
13959       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
13961 Overview:
13962 """""""""
13964 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
13965 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13966 matches the element-type of the vector input.
13968 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
13969 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
13970 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
13971 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13974 Arguments:
13975 """"""""""
13976 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
13977 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
13978 The second argument must be a vector of floating-point values.
13980 Examples:
13981 """""""""
13985       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float 1.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
13986       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13988 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
13989 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13991 Syntax:
13992 """""""
13996       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.v4i32(<4 x i32> %a)
13998 Overview:
13999 """""""""
14001 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
14002 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14003 the element-type of the vector input.
14005 Arguments:
14006 """"""""""
14007 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14009 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
14010 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14012 Syntax:
14013 """""""
14017       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.v4i32(<4 x i32> %a)
14019 Overview:
14020 """""""""
14022 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
14023 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
14024 element-type of the vector input.
14026 Arguments:
14027 """"""""""
14028 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14030 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
14031 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14033 Syntax:
14034 """""""
14038       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %a)
14040 Overview:
14041 """""""""
14043 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
14044 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14045 the element-type of the vector input.
14047 Arguments:
14048 """"""""""
14049 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14051 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
14052 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14054 Syntax:
14055 """""""
14059       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %a)
14061 Overview:
14062 """""""""
14064 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
14065 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14066 matches the element-type of the vector input.
14068 Arguments:
14069 """"""""""
14070 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14072 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
14073 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14075 Syntax:
14076 """""""
14080       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.v4i32(<4 x i32> %a)
14082 Overview:
14083 """""""""
14085 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
14086 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14087 matches the element-type of the vector input.
14089 Arguments:
14090 """"""""""
14091 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14093 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
14094 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14096 Syntax:
14097 """""""
14101       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.v4i32(<4 x i32> %a)
14103 Overview:
14104 """""""""
14106 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
14107 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14108 return type matches the element-type of the vector input.
14110 Arguments:
14111 """"""""""
14112 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14114 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
14115 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14117 Syntax:
14118 """""""
14122       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.v4i32(<4 x i32> %a)
14124 Overview:
14125 """""""""
14127 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14128 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14129 return type matches the element-type of the vector input.
14131 Arguments:
14132 """"""""""
14133 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14135 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14136 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14138 Syntax:
14139 """""""
14143       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v4f32(<4 x float> %a)
14144       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v2f64(<2 x double> %a)
14146 Overview:
14147 """""""""
14149 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14150 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14151 matches the element-type of the vector input.
14153 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14154 assume that NaNs are not present in the input vector.
14156 Arguments:
14157 """"""""""
14158 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14160 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14161 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14163 Syntax:
14164 """""""
14168       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v4f32(<4 x float> %a)
14169       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v2f64(<2 x double> %a)
14171 Overview:
14172 """""""""
14174 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14175 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14176 matches the element-type of the vector input.
14178 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14179 assume that NaNs are not present in the input vector.
14181 Arguments:
14182 """"""""""
14183 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14185 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14186 ----------------------------------------
14188 For most target platforms, half precision floating-point is a
14189 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14190 but does not support computation in the format.
14192 This means that code must first load the half-precision floating-point
14193 value as an i16, then convert it to float with
14194 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14195 then be performed on the float value (including extending to double
14196 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14197 if needed, then converted to i16 with
14198 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14199 i16 value.
14201 .. _int_convert_to_fp16:
14203 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14204 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14206 Syntax:
14207 """""""
14211       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14212       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14214 Overview:
14215 """""""""
14217 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14218 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14220 Arguments:
14221 """"""""""
14223 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14224 converted.
14226 Semantics:
14227 """"""""""
14229 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14230 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14231 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14233 Examples:
14234 """""""""
14236 .. code-block:: llvm
14238       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14239       store i16 %res, i16* @x, align 2
14241 .. _int_convert_from_fp16:
14243 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14244 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14246 Syntax:
14247 """""""
14251       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14252       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14254 Overview:
14255 """""""""
14257 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14258 conversion from half precision floating-point format to single precision
14259 floating-point format.
14261 Arguments:
14262 """"""""""
14264 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14265 converted.
14267 Semantics:
14268 """"""""""
14270 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14271 conversion from half single precision floating-point format to single
14272 precision floating-point format. The input half-float value is
14273 represented by an ``i16`` value.
14275 Examples:
14276 """""""""
14278 .. code-block:: llvm
14280       %a = load i16, i16* @x, align 2
14281       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14283 .. _dbg_intrinsics:
14285 Debugger Intrinsics
14286 -------------------
14288 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14289 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14290 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14291 document.
14293 Exception Handling Intrinsics
14294 -----------------------------
14296 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14297 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14298 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14300 .. _int_trampoline:
14302 Trampoline Intrinsics
14303 ---------------------
14305 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14306 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14307 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14308 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14309 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14310 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14311 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14312 extension.
14314 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14315 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14316 It can be created as follows:
14318 .. code-block:: llvm
14320       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14321       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14322       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14323       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14324       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14326 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14327 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14329 .. _int_it:
14331 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14334 Syntax:
14335 """""""
14339       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14341 Overview:
14342 """""""""
14344 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14345 turning it into a trampoline.
14347 Arguments:
14348 """"""""""
14350 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14351 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14352 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14353 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14354 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14355 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14356 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14357 bitcast to an ``i8*``.
14359 Semantics:
14360 """"""""""
14362 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14363 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14364 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14365 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14366 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14367 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14368 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14369 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14370 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14371 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14372 modified, then the effect of any later call to the returned function
14373 pointer is undefined.
14375 .. _int_at:
14377 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14378 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14380 Syntax:
14381 """""""
14385       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14387 Overview:
14388 """""""""
14390 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14391 a trampoline (passed as ``tramp``).
14393 Arguments:
14394 """"""""""
14396 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14397 code filled in by a previous call to
14398 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14400 Semantics:
14401 """"""""""
14403 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14404 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14405 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14406 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14407 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14409 .. _int_mload_mstore:
14411 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14412 ---------------------------------------
14414 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.
14416 .. _int_mload:
14418 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14421 Syntax:
14422 """""""
14423 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14427       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14428       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14429       ;; The data is a vector of pointers to double
14430       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14431       ;; The data is a vector of function pointers
14432       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>)
14434 Overview:
14435 """""""""
14437 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.
14440 Arguments:
14441 """"""""""
14443 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.
14446 Semantics:
14447 """"""""""
14449 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.
14450 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.
14455        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14457        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14458        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14459        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14461 .. _int_mstore:
14463 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14464 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14466 Syntax:
14467 """""""
14468 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14472        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14473        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14474        ;; The data is a vector of pointers to double
14475        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14476        ;; The data is a vector of function pointers
14477        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14479 Overview:
14480 """""""""
14482 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.
14484 Arguments:
14485 """"""""""
14487 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.
14490 Semantics:
14491 """"""""""
14493 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.
14494 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.
14498        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14500        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14501        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14502        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14503        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14506 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14507 -------------------------------------------
14509 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.
14511 .. _int_mgather:
14513 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14514 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14516 Syntax:
14517 """""""
14518 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.
14522       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14523       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>)
14524       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14526 Overview:
14527 """""""""
14529 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.
14532 Arguments:
14533 """"""""""
14535 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.
14538 Semantics:
14539 """"""""""
14541 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.
14542 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.
14547        %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)
14549        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14550        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14551        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14552        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14553        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14555        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14556        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14557        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14558        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14560        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14561        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14562        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14563        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14565 .. _int_mscatter:
14567 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14568 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14570 Syntax:
14571 """""""
14572 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.
14576        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14577        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14578        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14580 Overview:
14581 """""""""
14583 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.
14585 Arguments:
14586 """"""""""
14588 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.
14591 Semantics:
14592 """"""""""
14594 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.
14598        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14599        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14601        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14602        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14603        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14604        ..
14605        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14606        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14607        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14608        ..
14609        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14610        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14611        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14612        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14613        ..
14614        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14617 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14618 -------------------------------------------------------------
14620 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>`.
14622 .. _int_expandload:
14624 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14625 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14627 Syntax:
14628 """""""
14629 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.
14633       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14634       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14636 Overview:
14637 """""""""
14639 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.
14642 Arguments:
14643 """"""""""
14645 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.
14647 Semantics:
14648 """"""""""
14650 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:
14652 .. code-block:: c
14654     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14655     double *A, B; int *C;
14656     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14657       if (C[i] != 0)
14658         A[i] = B[j++];
14659     }
14662 .. code-block:: llvm
14664     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14665     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14666     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14667     ; Store the result in A
14668     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14670     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14671     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14672     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14673     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14674     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14677 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14678 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14680 .. _int_compressstore:
14682 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14683 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14685 Syntax:
14686 """""""
14687 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.
14691       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14692       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14694 Overview:
14695 """""""""
14697 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.
14699 Arguments:
14700 """"""""""
14702 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.
14705 Semantics:
14706 """"""""""
14708 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:
14710 .. code-block:: c
14712     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14713     double *A, B; int *C;
14714     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14715       if (C[i] != 0)
14716         B[j++] = A[i]
14717     }
14720 .. code-block:: llvm
14722     ; Load elements from A.
14723     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14724     ; Store all selected elements consecutively in array B
14725     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14727     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14728     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14729     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14730     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14731     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14734 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14737 Memory Use Markers
14738 ------------------
14740 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14741 memory objects and ranges where variables are immutable.
14743 .. _int_lifestart:
14745 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14746 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14748 Syntax:
14749 """""""
14753       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14755 Overview:
14756 """""""""
14758 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14759 object's lifetime.
14761 Arguments:
14762 """"""""""
14764 The first argument is a constant integer representing the size of the
14765 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14766 to the object.
14768 Semantics:
14769 """"""""""
14771 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14772 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14773 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14774 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14776 .. _int_lifeend:
14778 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14779 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14781 Syntax:
14782 """""""
14786       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14788 Overview:
14789 """""""""
14791 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14792 object's lifetime.
14794 Arguments:
14795 """"""""""
14797 The first argument is a constant integer representing the size of the
14798 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14799 to the object.
14801 Semantics:
14802 """"""""""
14804 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14805 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14806 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14807 object following this intrinsic may be removed as dead.
14809 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14812 Syntax:
14813 """""""
14814 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14818       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14820 Overview:
14821 """""""""
14823 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14824 a memory object will not change.
14826 Arguments:
14827 """"""""""
14829 The first argument is a constant integer representing the size of the
14830 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14831 to the object.
14833 Semantics:
14834 """"""""""
14836 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14837 the return value, the referenced memory location is constant and
14838 unchanging.
14840 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14841 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14843 Syntax:
14844 """""""
14845 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14849       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14851 Overview:
14852 """""""""
14854 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14855 memory object are mutable.
14857 Arguments:
14858 """"""""""
14860 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14861 The second argument is a constant integer representing the size of the
14862 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14863 pointer to the object.
14865 Semantics:
14866 """"""""""
14868 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
14870 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
14871 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14873 Syntax:
14874 """""""
14875 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14876 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14877 argument.
14881       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14883 Overview:
14884 """""""""
14886 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14887 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
14888 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
14889 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
14890 future.
14893 Arguments:
14894 """"""""""
14896 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14897 to the memory.
14899 Semantics:
14900 """"""""""
14902 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
14903 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
14904 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
14906 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
14907 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14909 Syntax:
14910 """""""
14911 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14912 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14913 argument.
14917       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14919 Overview:
14920 """""""""
14922 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14923 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
14924 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
14925 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
14928 Arguments:
14929 """"""""""
14931 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14932 to the memory.
14934 Semantics:
14935 """"""""""
14937 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
14938 ``invariant.group`` metadata.
14939 It does not read any memory and can be speculated.
14943 .. _constrainedfp:
14945 Constrained Floating-Point Intrinsics
14946 -------------------------------------
14948 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
14949 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
14950 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
14951 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
14952 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
14953 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
14954 optimize FP code when the default behavior is used.
14956 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation.  The
14957 first two arguments and the return value are the same as the corresponding FP
14958 operation.
14960 The third argument is a metadata argument specifying the rounding mode to be
14961 assumed. This argument must be one of the following strings:
14965       "round.dynamic"
14966       "round.tonearest"
14967       "round.downward"
14968       "round.upward"
14969       "round.towardzero"
14971 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
14972 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
14973 depend on rounding mode may be performed in this case.
14975 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
14976 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
14977 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
14978 with the specified rounding mode.
14980 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
14981 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
14982 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
14983 transformation is legal for all other rounding modes.
14985 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
14986 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
14987 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
14988 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
14989 runtime results in undefined behavior.
14991 The fourth argument to the constrained floating-point intrinsics specifies the
14992 required exception behavior.  This argument must be one of the following
14993 strings:
14997       "fpexcept.ignore"
14998       "fpexcept.maytrap"
14999       "fpexcept.strict"
15001 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
15002 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
15003 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
15004 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
15005 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
15006 other possible values of this argument.
15008 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
15009 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
15010 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
15011 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
15012 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
15013 folding.
15015 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
15016 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
15017 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
15018 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
15019 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
15020 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
15021 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
15022 unmasks FP exceptions.
15024 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
15025 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
15026 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
15027 time.
15030 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
15031 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15033 Syntax:
15034 """""""
15038       declare <type>
15039       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
15040                                           metadata <rounding mode>,
15041                                           metadata <exception behavior>)
15043 Overview:
15044 """""""""
15046 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
15047 two operands.
15050 Arguments:
15051 """"""""""
15053 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
15054 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15055 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15057 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15058 behavior as described above.
15060 Semantics:
15061 """"""""""
15063 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
15064 the same type as the operands.
15067 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
15068 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15070 Syntax:
15071 """""""
15075       declare <type>
15076       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
15077                                           metadata <rounding mode>,
15078                                           metadata <exception behavior>)
15080 Overview:
15081 """""""""
15083 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
15084 of its two operands.
15087 Arguments:
15088 """"""""""
15090 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
15091 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15092 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15094 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15095 behavior as described above.
15097 Semantics:
15098 """"""""""
15100 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
15101 and has the same type as the operands.
15104 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
15105 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15107 Syntax:
15108 """""""
15112       declare <type>
15113       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
15114                                           metadata <rounding mode>,
15115                                           metadata <exception behavior>)
15117 Overview:
15118 """""""""
15120 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
15121 its two operands.
15124 Arguments:
15125 """"""""""
15127 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15128 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15129 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15131 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15132 behavior as described above.
15134 Semantics:
15135 """"""""""
15137 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15138 has the same type as the operands.
15141 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15142 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15144 Syntax:
15145 """""""
15149       declare <type>
15150       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15151                                           metadata <rounding mode>,
15152                                           metadata <exception behavior>)
15154 Overview:
15155 """""""""
15157 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15158 its two operands.
15161 Arguments:
15162 """"""""""
15164 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15165 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15166 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15168 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15169 behavior as described above.
15171 Semantics:
15172 """"""""""
15174 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15175 has the same type as the operands.
15178 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15179 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15181 Syntax:
15182 """""""
15186       declare <type>
15187       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15188                                           metadata <rounding mode>,
15189                                           metadata <exception behavior>)
15191 Overview:
15192 """""""""
15194 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15195 from the division of its two operands.
15198 Arguments:
15199 """"""""""
15201 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15202 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15203 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15205 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15206 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15207 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15208 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15210 Semantics:
15211 """"""""""
15213 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15214 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15215 same sign as the dividend.
15217 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15218 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15220 Syntax:
15221 """""""
15225       declare <type>
15226       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15227                                           metadata <rounding mode>,
15228                                           metadata <exception behavior>)
15230 Overview:
15231 """""""""
15233 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15234 fused-multiply-add operation on its operands.
15236 Arguments:
15237 """"""""""
15239 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15240 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15241 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15243 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15244 as described above.
15246 Semantics:
15247 """"""""""
15249 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15250 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15251 precision.
15253 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15254 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15256 Syntax:
15257 """""""
15261       declare <ty2>
15262       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15263                                           metadata <rounding mode>,
15264                                           metadata <exception behavior>)
15266 Overview:
15267 """""""""
15269 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15270 to type ``ty2``.
15272 Arguments:
15273 """"""""""
15275 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15276 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15277 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15278 than the result.
15280 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15281 behavior as described above.
15283 Semantics:
15284 """"""""""
15286 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15287 than the operand.
15289 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15290 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15292 Syntax:
15293 """""""
15297       declare <ty2>
15298       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15299                                           metadata <exception behavior>)
15301 Overview:
15302 """""""""
15304 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15305 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15307 Arguments:
15308 """"""""""
15310 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15311 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15312 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15313 than the result.
15315 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15317 Semantics:
15318 """"""""""
15320 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15321 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15322 apply to this intrinsic.
15324 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15325 --------------------------------------
15327 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15328 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15329 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15330 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15331 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15333 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15334 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15335 They do not change the runtime floating-point environment.
15338 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15339 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15341 Syntax:
15342 """""""
15346       declare <type>
15347       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15348                                           metadata <rounding mode>,
15349                                           metadata <exception behavior>)
15351 Overview:
15352 """""""""
15354 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15355 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15356 functions would, but without setting ``errno``.
15358 Arguments:
15359 """"""""""
15361 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15362 type.
15364 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15365 behavior as described above.
15367 Semantics:
15368 """"""""""
15370 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15371 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15372 and the return value is architecture specific.
15375 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15376 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15378 Syntax:
15379 """""""
15383       declare <type>
15384       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15385                                          metadata <rounding mode>,
15386                                          metadata <exception behavior>)
15388 Overview:
15389 """""""""
15391 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15392 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15394 Arguments:
15395 """"""""""
15397 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15398 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15399 should be raised.
15401 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15402 behavior as described above.
15404 Semantics:
15405 """"""""""
15407 This function returns the first value raised to the second power,
15408 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15409 handles error conditions in the same way.
15412 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15413 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15415 Syntax:
15416 """""""
15420       declare <type>
15421       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15422                                           metadata <rounding mode>,
15423                                           metadata <exception behavior>)
15425 Overview:
15426 """""""""
15428 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15429 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15430 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15431 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15434 Arguments:
15435 """"""""""
15437 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15438 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15439 which the first argument should be raised.
15441 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15442 behavior as described above.
15444 Semantics:
15445 """"""""""
15447 This function returns the first value raised to the second power with an
15448 unspecified sequence of rounding operations.
15451 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15452 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15454 Syntax:
15455 """""""
15459       declare <type>
15460       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15461                                          metadata <rounding mode>,
15462                                          metadata <exception behavior>)
15464 Overview:
15465 """""""""
15467 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15468 first operand.
15470 Arguments:
15471 """"""""""
15473 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15474 type.
15476 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15477 behavior as described above.
15479 Semantics:
15480 """"""""""
15482 This function returns the sine of the specified operand, returning the
15483 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15484 conditions in the same way.
15487 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15490 Syntax:
15491 """""""
15495       declare <type>
15496       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15497                                          metadata <rounding mode>,
15498                                          metadata <exception behavior>)
15500 Overview:
15501 """""""""
15503 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15504 first operand.
15506 Arguments:
15507 """"""""""
15509 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15510 type.
15512 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15513 behavior as described above.
15515 Semantics:
15516 """"""""""
15518 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15519 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15520 conditions in the same way.
15523 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15524 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15526 Syntax:
15527 """""""
15531       declare <type>
15532       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15533                                          metadata <rounding mode>,
15534                                          metadata <exception behavior>)
15536 Overview:
15537 """""""""
15539 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15540 exponential of the specified value.
15542 Arguments:
15543 """"""""""
15545 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15546 type.
15548 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15549 behavior as described above.
15551 Semantics:
15552 """"""""""
15554 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15555 would, and handles error conditions in the same way.
15558 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15559 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15561 Syntax:
15562 """""""
15566       declare <type>
15567       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15568                                           metadata <rounding mode>,
15569                                           metadata <exception behavior>)
15571 Overview:
15572 """""""""
15574 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15575 exponential of the specified value.
15578 Arguments:
15579 """"""""""
15581 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15582 type.
15584 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15585 behavior as described above.
15587 Semantics:
15588 """"""""""
15590 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15591 would, and handles error conditions in the same way.
15594 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15595 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15597 Syntax:
15598 """""""
15602       declare <type>
15603       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15604                                          metadata <rounding mode>,
15605                                          metadata <exception behavior>)
15607 Overview:
15608 """""""""
15610 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15611 logarithm of the specified value.
15613 Arguments:
15614 """"""""""
15616 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15617 type.
15619 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15620 behavior as described above.
15623 Semantics:
15624 """"""""""
15626 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15627 would, and handles error conditions in the same way.
15630 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15631 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15633 Syntax:
15634 """""""
15638       declare <type>
15639       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15640                                            metadata <rounding mode>,
15641                                            metadata <exception behavior>)
15643 Overview:
15644 """""""""
15646 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15647 logarithm of the specified value.
15649 Arguments:
15650 """"""""""
15652 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15653 type.
15655 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15656 behavior as described above.
15658 Semantics:
15659 """"""""""
15661 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15662 would, and handles error conditions in the same way.
15665 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15666 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15668 Syntax:
15669 """""""
15673       declare <type>
15674       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15675                                           metadata <rounding mode>,
15676                                           metadata <exception behavior>)
15678 Overview:
15679 """""""""
15681 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15682 logarithm of the specified value.
15684 Arguments:
15685 """"""""""
15687 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15688 type.
15690 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15691 behavior as described above.
15693 Semantics:
15694 """"""""""
15696 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15697 would, and handles error conditions in the same way.
15700 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15701 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15703 Syntax:
15704 """""""
15708       declare <type>
15709       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15710                                           metadata <rounding mode>,
15711                                           metadata <exception behavior>)
15713 Overview:
15714 """""""""
15716 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15717 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15718 exception if the operand is not an integer.
15720 Arguments:
15721 """"""""""
15723 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15724 type.
15726 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15727 behavior as described above.
15729 Semantics:
15730 """"""""""
15732 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15733 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15734 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15735 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15736 mode argument is only intended as information to the compiler.
15739 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
15740 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15742 Syntax:
15743 """""""
15747       declare <type>
15748       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
15749                                                metadata <rounding mode>,
15750                                                metadata <exception behavior>)
15752 Overview:
15753 """""""""
15755 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
15756 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
15757 floating-point exception if the operand is not an integer.
15760 Arguments:
15761 """"""""""
15763 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15764 type.
15766 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15767 behavior as described above.
15769 Semantics:
15770 """"""""""
15772 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
15773 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15774 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15775 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15776 mode argument is only intended as information to the compiler.
15779 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
15780 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15782 Syntax:
15783 """""""
15787       declare <type>
15788       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15789                                             metadata <rounding mode>,
15790                                             metadata <exception behavior>)
15792 Overview:
15793 """""""""
15795 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
15796 of the two arguments.
15798 Arguments:
15799 """"""""""
15801 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15802 of the same type.
15804 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15805 behavior as described above.
15807 Semantics:
15808 """"""""""
15810 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
15811 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15812 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15813 mode argument is only intended as information to the compiler.
15816 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
15817 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15819 Syntax:
15820 """""""
15824       declare <type>
15825       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15826                                             metadata <rounding mode>,
15827                                             metadata <exception behavior>)
15829 Overview:
15830 """""""""
15832 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
15833 of the two arguments.
15835 Arguments:
15836 """"""""""
15838 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15839 of the same type.
15841 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15842 behavior as described above.
15844 Semantics:
15845 """"""""""
15847 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
15848 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15849 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15850 mode argument is only intended as information to the compiler.
15853 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
15854 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15856 Syntax:
15857 """""""
15861       declare <type>
15862       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
15863                                           metadata <rounding mode>,
15864                                           metadata <exception behavior>)
15866 Overview:
15867 """""""""
15869 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
15870 first operand.
15872 Arguments:
15873 """"""""""
15875 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15876 type.
15878 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15879 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15880 intrinsic.
15882 Semantics:
15883 """"""""""
15885 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
15886 would and handles error conditions in the same way.
15889 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
15890 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15892 Syntax:
15893 """""""
15897       declare <type>
15898       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
15899                                            metadata <rounding mode>,
15900                                            metadata <exception behavior>)
15902 Overview:
15903 """""""""
15905 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
15906 first operand.
15908 Arguments:
15909 """"""""""
15911 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15912 type.
15914 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15915 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15916 intrinsic.
15918 Semantics:
15919 """"""""""
15921 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
15922 would and handles error conditions in the same way.
15925 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
15926 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15928 Syntax:
15929 """""""
15933       declare <type>
15934       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
15935                                            metadata <rounding mode>,
15936                                            metadata <exception behavior>)
15938 Overview:
15939 """""""""
15941 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
15942 operand rounded to the nearest integer.
15944 Arguments:
15945 """"""""""
15947 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15948 type.
15950 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15951 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15952 intrinsic.
15954 Semantics:
15955 """"""""""
15957 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
15958 would and handles error conditions in the same way.
15961 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
15962 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15964 Syntax:
15965 """""""
15969       declare <type>
15970       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
15971                                            metadata <truncing mode>,
15972                                            metadata <exception behavior>)
15974 Overview:
15975 """""""""
15977 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
15978 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
15979 operand.
15981 Arguments:
15982 """"""""""
15984 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15985 type.
15987 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
15988 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
15989 intrinsic.
15991 Semantics:
15992 """"""""""
15994 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
15995 would and handles error conditions in the same way.
15998 General Intrinsics
15999 ------------------
16001 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
16002 purpose.
16004 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
16005 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16007 Syntax:
16008 """""""
16012       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16014 Overview:
16015 """""""""
16017 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
16019 Arguments:
16020 """"""""""
16022 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
16023 global string, the third is a pointer to a global string which is the
16024 source file name, and the last argument is the line number.
16026 Semantics:
16027 """"""""""
16029 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
16030 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
16031 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
16032 ignored by code generation and optimization.
16034 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
16035 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16037 Syntax:
16038 """""""
16040 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
16041 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
16042 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
16043 '``0``'.
16047       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16048       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16049       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16050       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16051       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16053 Overview:
16054 """""""""
16056 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
16058 Arguments:
16059 """"""""""
16061 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
16062 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
16063 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
16064 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
16066 Semantics:
16067 """"""""""
16069 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
16070 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
16071 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
16072 generation and optimization.
16074 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
16075 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16077 Syntax:
16078 """""""
16080 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
16081 any integer bit width.
16085       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16086       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16087       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16088       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16089       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16091 Overview:
16092 """""""""
16094 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
16096 Arguments:
16097 """"""""""
16099 The first argument is an integer value (result of some expression), the
16100 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
16101 global string which is the source file name, and the last argument is
16102 the line number. It returns the value of the first argument.
16104 Semantics:
16105 """"""""""
16107 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
16108 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
16109 optimizations that want to look for these annotations. These have no
16110 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
16112 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
16113 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16115 Syntax:
16116 """""""
16118 This annotation emits a label at its program point and an associated
16119 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
16120 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
16121 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
16122 considered expensive.
16126       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16128 Arguments:
16129 """"""""""
16131 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16133 '``llvm.trap``' Intrinsic
16134 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16136 Syntax:
16137 """""""
16141       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16143 Overview:
16144 """""""""
16146 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16148 Arguments:
16149 """"""""""
16151 None.
16153 Semantics:
16154 """"""""""
16156 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16157 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16158 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16160 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16161 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16163 Syntax:
16164 """""""
16168       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16170 Overview:
16171 """""""""
16173 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16175 Arguments:
16176 """"""""""
16178 None.
16180 Semantics:
16181 """"""""""
16183 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16184 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16185 debugger.
16187 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16188 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16190 Syntax:
16191 """""""
16195       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16197 Overview:
16198 """""""""
16200 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16201 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16202 is placed on the stack before local variables.
16204 Arguments:
16205 """"""""""
16207 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16208 The first argument is the value loaded from the stack guard
16209 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16210 enough space to hold the value of the guard.
16212 Semantics:
16213 """"""""""
16215 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16216 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16217 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16218 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16219 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16220 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16221 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16223 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16224 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16226 Syntax:
16227 """""""
16231       declare i8* @llvm.stackguard()
16233 Overview:
16234 """""""""
16236 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16238 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16239 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16240 Protector in FastISel.
16242 Arguments:
16243 """"""""""
16245 None.
16247 Semantics:
16248 """"""""""
16250 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16251 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16252 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16254 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16255 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16256 in the future.
16258 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16259 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16261 Syntax:
16262 """""""
16266       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16267       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16269 Overview:
16270 """""""""
16272 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16273 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16274 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16275 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16276 class, structure, array, or other object.
16278 Arguments:
16279 """"""""""
16281 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16282 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16283 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16284 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16285 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16286 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16287 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16288 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16289 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16290 runtime.
16292 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16294 Semantics:
16295 """"""""""
16297 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16298 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16299 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16301 '``llvm.expect``' Intrinsic
16302 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16304 Syntax:
16305 """""""
16307 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16308 integer bit width.
16312       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16313       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16314       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16316 Overview:
16317 """""""""
16319 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16320 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16322 Arguments:
16323 """"""""""
16325 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16326 a value. The second argument is an expected value.
16328 Semantics:
16329 """"""""""
16331 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16333 .. _int_assume:
16335 '``llvm.assume``' Intrinsic
16336 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16338 Syntax:
16339 """""""
16343       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16345 Overview:
16346 """""""""
16348 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16349 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16350 of the code.
16352 Arguments:
16353 """"""""""
16355 The condition which the optimizer may assume is always true.
16357 Semantics:
16358 """"""""""
16360 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16361 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16362 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16363 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16364 violated during execution, the behavior is undefined.
16366 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16367 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16368 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16369 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16370 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16371 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16372 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16373 optimizer.
16375 .. _int_ssa_copy:
16377 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16378 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16380 Syntax:
16381 """""""
16385       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16387 Arguments:
16388 """"""""""
16390 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16392 Overview:
16393 """"""""""
16395 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16396 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16397 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16398 attach various forms of information to operands that dominate specific
16399 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16400 renaming forms that require value splits at certain points.
16402 .. _type.test:
16404 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16405 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16407 Syntax:
16408 """""""
16412       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16415 Arguments:
16416 """"""""""
16418 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16419 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16421 Overview:
16422 """""""""
16424 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16425 with the given type identifier.
16427 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16428 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16430 Syntax:
16431 """""""
16435       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16438 Arguments:
16439 """"""""""
16441 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16442 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16443 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16444 <TypeMetadata>`.
16446 Overview:
16447 """""""""
16449 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16450 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16451 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16452 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16453 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16454 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16455 constraint.
16457 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16458 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16459 the function may also return true if the given pointer is not associated
16460 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16461 element is true, the following rules apply to the first element:
16463 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16464   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16465   pointer.
16467 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16468   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16470   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16471      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16472      metadata.
16474   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16475      returns an unspecified value without causing side effects.
16477 If the function's return value's second element is false, the value of the
16478 first element is undefined.
16481 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16482 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16484 Syntax:
16485 """""""
16489       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16491 Overview:
16492 """""""""
16494 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16495 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16496 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16497 instruction.
16499 Arguments:
16500 """"""""""
16502 None.
16504 Semantics:
16505 """"""""""
16507 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16508 by codegen.
16510 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16511 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16513 Syntax:
16514 """""""
16518       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16520 Overview:
16521 """""""""
16523 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16524 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16525 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16526 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16527 slower) version.
16529 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16530 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16531 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16532 used to represent the slow paths of specialized functions.
16535 Arguments:
16536 """"""""""
16538 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16539 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16541 Semantics:
16542 """"""""""
16544 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16545 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16546 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16547 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16548 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16549 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16550 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16551 the entire heap.
16553 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16554 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16555 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16557    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16558    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16559    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16560      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16562 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16563 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16564 caller.
16566 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16567 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16568 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16570 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16571 same calling convention.
16573 .. _deoptimize_lowering:
16575 Lowering:
16576 """""""""
16578 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16579 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16580 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16581 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16582 arguments of the specified types, and not as varargs.
16585 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16586 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16588 Syntax:
16589 """""""
16593       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16595 Overview:
16596 """""""""
16598 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16599 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16600 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16601 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16602 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16603 equivalent to:
16605 .. code-block:: text
16607   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16608     %realPred = and i1 %pred, undef
16609     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16611   leave:
16612     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16613     ret void
16615   continue:
16616     ret void
16617   }
16620 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
16621 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
16622 see :doc:`FaultMaps`.
16624 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
16625 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
16626 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
16627 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
16628 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
16629 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
16631 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
16634 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
16635 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16637 Syntax:
16638 """""""
16642       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16644 Overview:
16645 """""""""
16647 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
16648 boolean expressions with the following property: whether this
16649 expression is `true` or `false`, the program is correct and
16650 well-defined.
16652 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
16653 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
16654 express guards or checks on optimistic assumptions made during
16655 compilation and represent them as branch instructions on special
16656 conditions.
16658 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
16659 different in that an invocation produces a particular, singular
16660 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
16661 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
16662 special properties.
16664 Arguments:
16665 """"""""""
16667 None.
16669 Semantics:
16670 """"""""""
16672 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
16673 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
16674 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
16675 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
16676 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
16677 with either value whenever one is beneficial.
16679 When used in a branch condition, it allows us to choose between
16680 two alternative correct solutions for the same problem, like
16681 in example below:
16683 .. code-block:: text
16685     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16686     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
16688   label %fast_path:
16689     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
16691   label %slow_path:
16692     ; Cheap in memory but slow solution.
16694 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
16695 it should be correct to pick either solution. We can switch
16696 between them by replacing the result of
16697 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
16698 `i1` expressions.
16700 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
16702 .. code-block:: text
16704   block:
16705     ; Unguarded instructions
16706     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
16707     ; Guarded instructions
16709 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
16710 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
16712 .. code-block:: text
16714   block:
16715     ; Unguarded instructions
16716     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16717     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
16718     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
16720   guarded:
16721     ; Guarded instructions
16723   deopt:
16724     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
16726 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
16727 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
16728 is `true` or `false`.
16730 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
16731 it cannot be invoked.
16733 Guard widening:
16734 """""""""""""""
16736 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
16737 condition of a guard represented as explicit branch, it is
16738 legal to widen the guard's condition with any additional
16739 conditions.
16741 Guard widening looks like replacement of
16743 .. code-block:: text
16745   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16746   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
16747   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
16749 with
16751 .. code-block:: text
16753   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16754   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
16755   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
16756   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
16758 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
16759 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
16760 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
16761 deopt when the new condition is not met.
16763 Lowering:
16764 """""""""
16766 Default lowering strategy is replacing the result of
16767 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
16768 constant `true`. However it is always correct to replace
16769 it with any other `i1` value. Any pass can
16770 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
16773 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
16774 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16776 Syntax:
16777 """""""
16781       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
16783 Overview:
16784 """""""""
16786 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
16787 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
16788 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
16789 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
16790 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
16792 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
16793 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
16794 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
16795 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
16796 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
16798 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
16799 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16801 Syntax:
16802 """""""
16806       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
16808 Overview:
16809 """""""""
16811 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
16812 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
16813 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
16814 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
16815 an infinite loop with no other side effects.
16817 Arguments:
16818 """"""""""
16820 None.
16822 Semantics:
16823 """"""""""
16825 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
16826 has externally observable side effects.
16828 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
16829 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16831 Syntax:
16832 """""""
16834 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
16838       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
16839       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
16840       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
16842 Overview:
16843 """""""""
16845 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
16846 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
16847 fold to either true or false before generating machine code.
16849 Semantics:
16850 """"""""""
16852 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
16853 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
16854 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
16855 a constant false value.
16857 In particular, note that if the argument is a constant expression
16858 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
16859 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
16860 false.
16862 The result also intentionally depends on the result of optimization
16863 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
16864 function gets inlined or not. A function's parameters are
16865 obviously not constant. However, a call like
16866 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
16867 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
16868 a constant.
16870 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
16871 evaluate to true, even in simple cases.
16873 Stack Map Intrinsics
16874 --------------------
16876 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
16877 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
16878 are described in :doc:`StackMaps`.
16880 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
16881 -------------------------------------
16883 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
16884 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
16886 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
16888 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16889 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16891 Syntax:
16892 """""""
16894 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
16895 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16896 support all bit widths however.
16900       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16901                                                                        i8* <src>,
16902                                                                        i32 <len>,
16903                                                                        i32 <element_size>)
16904       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16905                                                                        i8* <src>,
16906                                                                        i64 <len>,
16907                                                                        i32 <element_size>)
16909 Overview:
16910 """""""""
16912 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
16913 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
16914 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
16915 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
16916 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
16918 Arguments:
16919 """"""""""
16921 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
16922 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
16923 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
16924 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
16926 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
16927 target-specific atomic access size limit.
16929 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
16930 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
16931 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
16933 Semantics:
16934 """"""""""
16936 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
16937 memory from the source location to the destination location. These locations are not
16938 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
16939 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
16940 aligned at an ``element_size`` boundary.
16942 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16943 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16944 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
16945 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
16947 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16948 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16949 destination.
16951 Lowering:
16952 """""""""
16954 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
16955 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
16956 is replaced with an actual element size.
16958 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
16960 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16961 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16963 Syntax:
16964 """""""
16966 This is an overloaded intrinsic. You can use
16967 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
16968 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
16972       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16973                                                                         i8* <src>,
16974                                                                         i32 <len>,
16975                                                                         i32 <element_size>)
16976       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16977                                                                         i8* <src>,
16978                                                                         i64 <len>,
16979                                                                         i32 <element_size>)
16981 Overview:
16982 """""""""
16984 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
16985 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
16986 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
16987 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
16988 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
16989 integer multiple of the ``element_size`` in size.
16991 Arguments:
16992 """"""""""
16994 The first three arguments are the same as they are in the
16995 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
16996 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
16997 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
16998 behaviour of the intrinsic is undefined.
17000 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
17001 greater than a target-specific atomic access size limit.
17003 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
17004 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
17005 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
17006 boundary.
17008 Semantics:
17009 """"""""""
17011 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
17012 of memory from the source location to the destination location. These locations
17013 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
17014 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
17015 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17017 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17018 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17019 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
17020 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
17021 specified.
17023 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17024 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17025 destination.
17027 Lowering:
17028 """""""""
17030 In the most general case call to the
17031 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
17032 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
17033 actual element size.
17035 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
17037 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
17039 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17040 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17042 Syntax:
17043 """""""
17045 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
17046 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17047 support all bit widths however.
17051       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
17052                                                                   i8 <value>,
17053                                                                   i32 <len>,
17054                                                                   i32 <element_size>)
17055       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
17056                                                                   i8 <value>,
17057                                                                   i64 <len>,
17058                                                                   i32 <element_size>)
17060 Overview:
17061 """""""""
17063 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17064 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
17065 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
17066 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
17067 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17069 Arguments:
17070 """"""""""
17072 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
17073 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17074 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17075 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17077 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17078 target-specific atomic access size limit.
17080 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
17081 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17082 the destination pointer is aligned to that boundary.
17084 Semantics:
17085 """"""""""
17087 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
17088 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
17089 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
17090 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17092 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
17093 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
17094 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
17095 when specified.
17097 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17098 provided by a set of unordered stores to the destination.
17100 Lowering:
17101 """""""""
17103 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
17104 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17105 is replaced with an actual element size.
17107 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
17109 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
17110 ----------------------------------
17112 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
17113 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
17114 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
17115 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
17117 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
17118 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17120 Syntax:
17121 """""""
17124       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17126 Lowering:
17127 """""""""
17129 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17131 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17132 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17134 Syntax:
17135 """""""
17138       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17140 Lowering:
17141 """""""""
17143 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17145 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17146 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17148 Syntax:
17149 """""""
17152       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17154 Lowering:
17155 """""""""
17157 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17159 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17160 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17162 Syntax:
17163 """""""
17166       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17168 Lowering:
17169 """""""""
17171 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17173 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17174 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17176 Syntax:
17177 """""""
17180       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17182 Lowering:
17183 """""""""
17185 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17187 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17188 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17190 Syntax:
17191 """""""
17194       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17196 Lowering:
17197 """""""""
17199 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17201 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17202 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17204 Syntax:
17205 """""""
17208       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17210 Lowering:
17211 """""""""
17213 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17215 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17216 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17218 Syntax:
17219 """""""
17222       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17224 Lowering:
17225 """""""""
17227 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17229 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17230 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17232 Syntax:
17233 """""""
17236       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17238 Lowering:
17239 """""""""
17241 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17243 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17244 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17246 Syntax:
17247 """""""
17250       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17252 Lowering:
17253 """""""""
17255 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17257 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17258 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17260 Syntax:
17261 """""""
17264       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17266 Lowering:
17267 """""""""
17269 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17271 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17272 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17274 Syntax:
17275 """""""
17278       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17280 Lowering:
17281 """""""""
17283 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17285 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17286 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17288 Syntax:
17289 """""""
17292       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17294 Lowering:
17295 """""""""
17297 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17299 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17300 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17302 Syntax:
17303 """""""
17306       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17308 Lowering:
17309 """""""""
17311 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17313 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17314 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17316 Syntax:
17317 """""""
17320       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17322 Lowering:
17323 """""""""
17325 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17327 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17330 Syntax:
17331 """""""
17334       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17336 Lowering:
17337 """""""""
17339 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17341 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17342 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17344 Syntax:
17345 """""""
17348       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17350 Lowering:
17351 """""""""
17353 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17355 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17356 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17358 Syntax:
17359 """""""
17362       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17364 Lowering:
17365 """""""""
17367 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.
17369 Preserving Debug Information Intrinsics
17370 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17372 These intrinsics are used to carry certain debuginfo together with
17373 IR-level operations. For example, it may be desirable to
17374 know the structure/union name and the original user-level field
17375 indices. Such information got lost in IR GetElementPtr instruction
17376 since the IR types are different from debugInfo types and unions
17377 are converted to structs in IR.
17379 '``llvm.preserve.array.access.index``' Intrinsic
17380 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17382 Syntax:
17383 """""""
17386       declare <ret_type>
17387       @llvm.preserve.array.access.index.p0s_union.anons.p0a10s_union.anons(<type> base,
17388                                                                            i32 dim,
17389                                                                            i32 index)
17391 Overview:
17392 """""""""
17394 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17395 based on array base ``base``, array dimension ``dim`` and the last access index ``index``
17396 into the array. The return type ``ret_type`` is a pointer type to the array element.
17397 The array ``dim`` and ``index`` are preserved which is more robust than
17398 getelementptr instruction which may be subject to compiler transformation.
17399 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17400 to provide array or pointer debuginfo type.
17401 The metadata is a ``DICompositeType`` or ``DIDerivedType`` representing the
17402 debuginfo version of ``type``.
17404 Arguments:
17405 """"""""""
17407 The ``base`` is the array base address.  The ``dim`` is the array dimension.
17408 The ``base`` is a pointer if ``dim`` equals 0.
17409 The ``index`` is the last access index into the array or pointer.
17411 Semantics:
17412 """"""""""
17414 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic produces the same result
17415 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{dim's 0's, index}``.
17417 '``llvm.preserve.union.access.index``' Intrinsic
17418 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17420 Syntax:
17421 """""""
17424       declare <type>
17425       @llvm.preserve.union.access.index.p0s_union.anons.p0s_union.anons(<type> base,
17426                                                                         i32 di_index)
17428 Overview:
17429 """""""""
17431 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic carries the debuginfo field index
17432 ``di_index`` and returns the ``base`` address.
17433 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17434 to provide union debuginfo type.
17435 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17436 The return type ``type`` is the same as the ``base`` type.
17438 Arguments:
17439 """"""""""
17441 The ``base`` is the union base address. The ``di_index`` is the field index in debuginfo.
17443 Semantics:
17444 """"""""""
17446 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic returns the ``base`` address.
17448 '``llvm.preserve.struct.access.index``' Intrinsic
17449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17451 Syntax:
17452 """""""
17455       declare <ret_type>
17456       @llvm.preserve.struct.access.index.p0i8.p0s_struct.anon.0s(<type> base,
17457                                                                  i32 gep_index,
17458                                                                  i32 di_index)
17460 Overview:
17461 """""""""
17463 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17464 based on struct base ``base`` and IR struct member index ``gep_index``.
17465 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17466 to provide struct debuginfo type.
17467 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17468 The return type ``ret_type`` is a pointer type to the structure member.
17470 Arguments:
17471 """"""""""
17473 The ``base`` is the structure base address. The ``gep_index`` is the struct member index
17474 based on IR structures. The ``di_index`` is the struct member index based on debuginfo.
17476 Semantics:
17477 """"""""""
17479 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic produces the same result
17480 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{0, gep_index}``.