[llvm-readobj/llvm-readelf] - .stack_sizes: demangle symbol names in warnings reported.
[llvm-complete.git] / docs / LangRef.rst
bloba38356aa27eb7a1ecf7058e1d4c136402f601ea0
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 **MemorySanitizer**, a detector of uses of uninitialized memory,
3249 defines a branch with condition that depends on an undef value (or
3250 certain other values, like e.g. a result of a load from heap-allocated
3251 memory that has never been stored to) to have an externally visible
3252 side effect. For this reason functions with *sanitize_memory*
3253 attribute are not allowed to produce such branches "out of thin
3254 air". More strictly, an optimization that inserts a conditional branch
3255 is only valid if in all executions where the branch condition has at
3256 least one undefined bit, the same branch condition is evaluated in the
3257 input IR as well.
3259 .. _poisonvalues:
3261 Poison Values
3262 -------------
3264 In order to facilitate speculative execution, many instructions do not
3265 invoke immediate undefined behavior when provided with illegal operands,
3266 and return a poison value instead.
3268 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3269 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3270 the ``nsw`` flag.
3272 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3274 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3275 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3276    their dynamic predecessor basic block.
3277 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3278    in the dynamic callers of their functions.
3279 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3280    instructions that dynamically transfer control back to them.
3281 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3282    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3283    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3284 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3285    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3286    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3287    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3288 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3289    most recent preceding instruction with externally visible side
3290    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3291    operations <volatile>`.)
3292 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3293    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3294    multiple successors and the instruction is always executed when
3295    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3296    when control is transferred to another.
3297 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3298    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3299    be different if the terminator had transferred control to a different
3300    successor.
3301 -  Dependence is transitive.
3303 An instruction that *depends* on a poison value, produces a poison value
3304 itself. A poison value may be relaxed into an
3305 :ref:`undef value <undefvalues>`, which takes an arbitrary bit-pattern.
3307 This means that immediate undefined behavior occurs if a poison value is
3308 used as an instruction operand that has any values that trigger undefined
3309 behavior. Notably this includes (but is not limited to):
3311 -  The pointer operand of a :ref:`load <i_load>`, :ref:`store <i_store>` or
3312    any other pointer dereferencing instruction (independent of address
3313    space).
3314 -  The divisor operand of a ``udiv``, ``sdiv``, ``urem`` or ``srem``
3315    instruction.
3317 Additionally, undefined behavior occurs if a side effect *depends* on poison.
3318 This includes side effects that are control dependent on a poisoned branch.
3320 Here are some examples:
3322 .. code-block:: llvm
3324     entry:
3325       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3326       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3327       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3328       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; Undefined behavior due to
3329                                            ; store to poison.
3331       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3332       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3334       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3335       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3336       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3337       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3339       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3340       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3342     true:
3343       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3344                                            ; it has undefined behavior.
3345       br label %end
3347     end:
3348       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3349                                            ; Both edges into this PHI are
3350                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3351                                            ; always results in a poison value.
3353       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3354                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3355                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3357       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3358                                            ; The same branch again, but this time the
3359                                            ; true block doesn't have side effects.
3361     second_true:
3362       ; No side effects!
3363       ret void
3365     second_end:
3366       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3367                                            ; on the store in %end. Also, it is
3368                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3369                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3370                                            ; behavior in this example).
3372 .. _blockaddress:
3374 Addresses of Basic Blocks
3375 -------------------------
3377 ``blockaddress(@function, %block)``
3379 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3380 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3381 Taking the address of the entry block is illegal.
3383 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3384 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3385 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3386 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3387 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3388 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3389 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3390 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3391 ``callbr`` instruction.
3393 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3394 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3396 .. _constantexprs:
3398 Constant Expressions
3399 --------------------
3401 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3402 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3403 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3404 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3405 The following is the syntax for constant expressions:
3407 ``trunc (CST to TYPE)``
3408     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3409 ``zext (CST to TYPE)``
3410     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3411 ``sext (CST to TYPE)``
3412     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3413 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3414     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3415     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3416     must be floating-point.
3417 ``fpext (CST to TYPE)``
3418     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3419     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3420     floating-point.
3421 ``fptoui (CST to TYPE)``
3422     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3423     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3424     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3425     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3426     value won't fit in the integer type, the result is a
3427     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3428 ``fptosi (CST to TYPE)``
3429     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3430     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3431     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3432     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3433     value won't fit in the integer type, the result is a
3434     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3435 ``uitofp (CST to TYPE)``
3436     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3437     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3438     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3439     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3440 ``sitofp (CST to TYPE)``
3441     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3442     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3443     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3444     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3445 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3446     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3447 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3448     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3449     This one is *really* dangerous!
3450 ``bitcast (CST to TYPE)``
3451     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3452     The constraints of the operands are the same as those for the
3453     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3454 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3455     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3456     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3457     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3458 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3459     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3460     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3461     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3462     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3463 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3464     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3465 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3466     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3467 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3468     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3469 ``extractelement (VAL, IDX)``
3470     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3471     constants.
3472 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3473     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3474     constants.
3475 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3476     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3477     constants.
3478 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3479     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3480     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3481     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3482     least one index value must be specified.
3483 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3484     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3485     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3486     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3487     value must be specified.
3488 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3489     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3490     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3491     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3492     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3493     operations on floating-point values are allowed).
3495 Other Values
3496 ============
3498 .. _inlineasmexprs:
3500 Inline Assembler Expressions
3501 ----------------------------
3503 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3504 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3505 represents the inline assembler as a template string (containing the
3506 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3507 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3508 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3509 stack conservatively.
3511 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3512 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3513 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3514 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3515 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3517 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3518 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3519 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3520 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3521 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3522 syntax known to LLVM.
3524 LLVM also supports a few more substitutions useful for writing inline assembly:
3526 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3527   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3528   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3529   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3530   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3531   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3532 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3533   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3534   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3535 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3536   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3537   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3538   relatively popular.
3540 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3541 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3542 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3543 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3544 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3545 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3546 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3547 assembly.
3549 An example inline assembler expression is:
3551 .. code-block:: llvm
3553     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3555 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3556 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3557 Thus, typically we have:
3559 .. code-block:: llvm
3561     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3563 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3564 marked as having side effects. This is done through the use of the
3565 '``sideeffect``' keyword, like so:
3567 .. code-block:: llvm
3569     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3571 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3572 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3573 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3574 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3575 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3576 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3578 .. code-block:: llvm
3580     call void asm alignstack "eieio", ""()
3582 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3583 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3584 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3585 the only supported dialects. An example is:
3587 .. code-block:: llvm
3589     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3591 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3592 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3593 keyword last.
3595 Inline Asm Constraint String
3596 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3598 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3599 more constraint codes.
3601 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3602 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3603 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3604 second, etc.
3606 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3607 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3608 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3609 clobbers. They cannot be intermingled.
3611 There are also three different categories of constraint codes:
3613 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3614   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3615   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3616 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3617   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3618   modes used by the target.
3619 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3620   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3621   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3622   proper range for the instruction you wish to use it with.
3624 Output constraints
3625 """"""""""""""""""
3627 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3628 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3629 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3630 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3631 below about indirect outputs).
3633 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3634 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3635 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3636 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3637 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3638 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3639 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3640 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3641 output).
3643 Input constraints
3644 """""""""""""""""
3646 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3647 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3648 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3649 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3650 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3651 contain the same value.
3653 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3654 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3655 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3656 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3657 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3658 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3659 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3660 constraint).
3662 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3663 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3664 (even when the other input has the same value).
3666 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3667 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3669 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3670 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3671 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3672 registers, and all of them passed to the inline asm.
3674 However, this feature is often not as useful as you might think.
3676 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3677 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3678 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3679 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3680 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3681 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3683 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3684 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3685 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3686 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3687 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3688 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3689 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3690 use)
3692 Indirect inputs and outputs
3693 """""""""""""""""""""""""""
3695 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3696 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3697 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3698 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3699 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3700 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3701 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3702 memory location, instead of just read from it).
3704 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3705 address of a variable as a value.
3707 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3708 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3709 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3710 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3711 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3712 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3713 optimization passes. I would recommend not using it.)
3716 Clobber constraints
3717 """""""""""""""""""
3719 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3720 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3721 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3722 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3723 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3724 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3725 output.
3727 Note that clobbering named registers that are also present in output
3728 constraints is not legal.
3731 Constraint Codes
3732 """"""""""""""""
3733 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3735 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3736 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3737 (e.g. "``{eax}``").
3739 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3740 GCC's constraint codes.
3742 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3743 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3744 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3746 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3747 inline asm constraint list:
3749 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3750    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3751    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3752    constraint list.
3754 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3755    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3756    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3757    constraint list will be chosen together.
3759 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3760 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3761 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3762 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3764 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3765 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3766 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3767 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3768 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3769 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3770 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3771 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3772 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3773 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3774 intended.)
3776 Supported Constraint Code List
3777 """"""""""""""""""""""""""""""
3779 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3780 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3781 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3782 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3784 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3786 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3787 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3788   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3789   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3790 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3791   immediate, or a relocatable value.
3792 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3793 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3794 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3795   useful to pass a label for an asm branch or call.
3797   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3798      block without telling llvm about the control transfer???)
3800 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3802 Other constraints are target-specific:
3804 AArch64:
3806 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3807 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3808   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3809 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3810   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3811 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3812   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3813 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3814   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3815 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3816   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3817   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3818   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3819 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3820   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3821 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3822   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3823   well.)
3824 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3825 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point, SIMD or SVE vector register.
3826 - ``x``: Like w, but restricted to registers 0 to 15 inclusive.
3827 - ``y``: Like w, but restricted to SVE vector registers Z0 to Z7 inclusive.
3828 - ``Upl``: One of the low eight SVE predicate registers (P0 to P7)
3829 - ``Upa``: Any of the SVE predicate registers (P0 to P15)
3831 AMDGPU:
3833 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3834 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3835 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3838 All ARM modes:
3840 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3841   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3842 - ``Te``: An even general-purpose 32-bit integer register: ``r0,r2,...,r12,r14``
3843 - ``To``: An odd general-purpose 32-bit integer register: ``r1,r3,...,r11``
3845 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3847 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3848 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3849 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3850 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3851   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3852   print the inverted value).
3853 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3854   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3855   value).
3856 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3857 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3858 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3859 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3860 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3861   as ``r``.
3862 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3863   invalid.
3864 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3865   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3866 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3867   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3868 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3869   ``q0-q8``.
3871 ARM's Thumb1 mode:
3873 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3874 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3875 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3876   some amount.
3877 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3878 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3879 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3880 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3881 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3882 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3883 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3884 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3885   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3886 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3887   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3888 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3889   ``q0-q8``.
3892 Hexagon:
3894 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3895   at the moment.
3896 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3898 MSP430:
3900 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3902 MIPS:
3904 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3905 - ``J``: An immediate integer zero.
3906 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3907 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3908 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3909 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3910 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3911 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3912   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3913 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3914   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3915   ``m``.
3916 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3917   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3918 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3919 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3920   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3921   argument modifier for compatibility with GCC.
3922 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3923   ``25``).
3924 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3925 - ``x``: Invalid.
3927 NVPTX:
3929 - ``b``: A 1-bit integer register.
3930 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3931 - ``r``: A 32-bit integer register.
3932 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3933 - ``f``: A 32-bit float register.
3934 - ``d``: A 64-bit float register.
3937 PowerPC:
3939 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3940 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3941 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3942 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3943 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3944 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3945 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3946 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3947   constant.
3948 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3949   treated the same as ``m``.
3950 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3951 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3952   ``R1-R31``).
3953 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3954   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3955 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3956   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3957   altivec vector register (``V0-V31``).
3959   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3960      is supposed to only use the altivec vector registers?
3962 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3963 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3964 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3965   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3966 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3967   set.
3969 RISC-V:
3971 - ``A``: An address operand (using a general-purpose register, without an
3972   offset).
3973 - ``I``: A 12-bit signed integer immediate operand.
3974 - ``J``: A zero integer immediate operand.
3975 - ``K``: A 5-bit unsigned integer immediate operand.
3976 - ``f``: A 32- or 64-bit floating-point register (requires F or D extension).
3977 - ``r``: A 32- or 64-bit general-purpose register (depending on the platform
3978   ``XLEN``).
3980 Sparc:
3982 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3983 - ``r``: A 32-bit integer register.
3984 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3985   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3986 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3988 SystemZ:
3990 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3991 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3992 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3993 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3994 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3995 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
3996   unsigned displacement.
3997 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
3998   unsigned displacement, and an index register.
3999 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
4000   signed displacement.
4001 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
4002   signed displacement, and an index register.
4003 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
4004 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
4005   address context evaluates as zero).
4006 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
4007   (LLVM-specific)
4008 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
4010 X86:
4012 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
4013 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
4014 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
4015 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
4016   0xffffffff.
4017 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
4018 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
4019 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
4020 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
4021 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
4022 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
4023 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4024   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
4025   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
4026 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4027   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
4028 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
4029 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
4030   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
4031 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
4032 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
4033 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
4034   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
4035   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
4036   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
4037 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
4038 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
4039   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
4040   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
4041   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
4042   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
4043   statement.
4045 XCore:
4047 - ``r``: A 32-bit integer register.
4050 .. _inline-asm-modifiers:
4052 Asm template argument modifiers
4053 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4055 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
4056 "``${0:n}``".
4058 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
4059 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
4060 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
4061 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
4063 Target-independent:
4065 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
4066   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4067 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
4068   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4069 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4070   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4072 AArch64:
4074 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4075   instead of ``x30``, print ``w30``.
4076 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4077 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4078   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4079   ``v*``.
4081 AMDGPU:
4083 - ``r``: No effect.
4085 ARM:
4087 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4088   register).
4089 - ``P``: No effect.
4090 - ``q``: No effect.
4091 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4092   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4093 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4094   prefix.
4095 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4096 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4097   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4098 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4099   register of a two-register operand.
4100 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4101   register of a two-register operand.
4102 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4103   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4104   to ``R``.)
4106   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4107      of a two-register operand.
4109 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4110 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4111 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4112   adornment.
4114 Hexagon:
4116 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4117   has been allocated consecutively to the first.
4119   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4120      nothing that ensures that happens, is there?
4122 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4123   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4125 MSP430:
4127 No additional modifiers.
4129 MIPS:
4131 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4132 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4133 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4134 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4135 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4136 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4137   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4139   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4141 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4142   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4144   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4146 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4147   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4148   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4149   ``M``.)
4150 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4151   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4152   constraint.
4154 NVPTX:
4156 - ``r``: No effect.
4158 PowerPC:
4160 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4161   has been allocated consecutively to the first.
4163   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4164      nothing that ensures that happens, is there?
4166 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4167   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4168 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4169   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4170 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4171   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4172   always print nothing)
4173 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4174   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4176 Sparc:
4178 - ``r``: No effect.
4180 SystemZ:
4182 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4183 target-independent modifiers.
4185 X86:
4187 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4188   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4189 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4190 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4191   operand.
4192 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4193   memory operand.
4194 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4195   operand.
4196 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4197   operand.
4198 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4199   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4200 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4201   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4202   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4203   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4204 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4205 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4206   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4208 XCore:
4210 No additional modifiers.
4213 Inline Asm Metadata
4214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4216 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4217 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4218 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4219 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4220 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4221 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4222 it. For example:
4224 .. code-block:: llvm
4226     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4227     ...
4228     !42 = !{ i32 1234567 }
4230 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4231 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4232 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4233 occurs on.
4235 .. _metadata:
4237 Metadata
4238 ========
4240 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4241 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4242 code generator. One example application of metadata is source-level
4243 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4245 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4246 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4248 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4250 .. _metadata-string:
4252 Metadata Nodes and Metadata Strings
4253 -----------------------------------
4255 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4256 contain any character by escaping non-printable characters with
4257 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4258 "``!"test\00"``".
4260 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4261 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4262 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4263 their operand. For example:
4265 .. code-block:: llvm
4267     !{ !"test\00", i32 10}
4269 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4271 .. code-block:: text
4273     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4275 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4276 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4277 when metadata operands change.
4279 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4280 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4281 example:
4283 .. code-block:: llvm
4285     !foo = !{!4, !3}
4287 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4288 intrinsic is using three metadata arguments:
4290 .. code-block:: llvm
4292     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4294 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4295 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4297 .. code-block:: llvm
4299     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4301 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4302 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4303 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4305 .. code-block:: llvm
4307     declare !dbg !22 void @f1()
4308     define void @f2() !dbg !22 {
4309       ret void
4310     }
4312     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4313     @g2 = external global i32, !dbg !22
4315 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4316 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4317 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4318 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4320 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4321 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4323 More information about specific metadata nodes recognized by the
4324 optimizers and code generator is found below.
4326 .. _specialized-metadata:
4328 Specialized Metadata Nodes
4329 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4331 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4332 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4333 order.
4335 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4336 metadata nodes are related to debug info.
4338 .. _DICompileUnit:
4340 DICompileUnit
4341 """""""""""""
4343 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4344 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4345 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4346 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4347 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4348 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4349 more-accurate debug info for profiling results.
4351 .. code-block:: text
4353     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4354                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4355                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4356                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4357                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4359 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4360 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4361 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4362 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4363 and namespaces).
4365 .. _DIFile:
4367 DIFile
4368 """"""
4370 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4372 .. code-block:: none
4374     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4375                  checksumkind: CSK_MD5,
4376                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4378 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4379 for ``file:`` fields.
4380 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4382 .. _DIBasicType:
4384 DIBasicType
4385 """""""""""
4387 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4388 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4390 .. code-block:: text
4392     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4393                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4394     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4396 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4397 following:
4399 .. code-block:: text
4401   DW_ATE_address       = 1
4402   DW_ATE_boolean       = 2
4403   DW_ATE_float         = 4
4404   DW_ATE_signed        = 5
4405   DW_ATE_signed_char   = 6
4406   DW_ATE_unsigned      = 7
4407   DW_ATE_unsigned_char = 8
4409 .. _DISubroutineType:
4411 DISubroutineType
4412 """"""""""""""""
4414 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4415 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4416 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4417 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4419 .. code-block:: text
4421     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4422     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4423     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4425 .. _DIDerivedType:
4427 DIDerivedType
4428 """""""""""""
4430 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4431 qualified types.
4433 .. code-block:: text
4435     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4436                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4437     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4438                         align: 32)
4440 The following ``tag:`` values are valid:
4442 .. code-block:: text
4444   DW_TAG_member             = 13
4445   DW_TAG_pointer_type       = 15
4446   DW_TAG_reference_type     = 16
4447   DW_TAG_typedef            = 22
4448   DW_TAG_inheritance        = 28
4449   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4450   DW_TAG_const_type         = 38
4451   DW_TAG_friend             = 42
4452   DW_TAG_volatile_type      = 53
4453   DW_TAG_restrict_type      = 55
4454   DW_TAG_atomic_type        = 71
4456 .. _DIDerivedTypeMember:
4458 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4459 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4460 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4461 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4462 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4464 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4465 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4466 friends.
4468 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4470 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4471 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4472 are used to qualify the ``baseType:``.
4474 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4476 .. _DICompositeType:
4478 DICompositeType
4479 """""""""""""""
4481 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4482 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4484 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4485 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4486 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4487 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4488 ``scope:`` change uniquing rules.
4490 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4491 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4492 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4493 field, even if the nodes are ``distinct``.
4495 .. code-block:: text
4497     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4498     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4499     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4500     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4501                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4502                           elements: !{!0, !1, !2})
4504 The following ``tag:`` values are valid:
4506 .. code-block:: text
4508   DW_TAG_array_type       = 1
4509   DW_TAG_class_type       = 2
4510   DW_TAG_enumeration_type = 4
4511   DW_TAG_structure_type   = 19
4512   DW_TAG_union_type       = 23
4514 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4515 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4516 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4517 array type is a native packed vector.
4519 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4520 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4521 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4522 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4524 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4525 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4526 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4527 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4528 ``isDefinition: false``.
4530 .. _DISubrange:
4532 DISubrange
4533 """"""""""
4535 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4536 :ref:`DICompositeType`.
4538 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4539 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4540 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4542 .. code-block:: text
4544     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4545     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4546     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4548     ; Scopes used in rest of example
4549     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4550     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4551     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4553     ; Use of local variable as count value
4554     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4555     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4556     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4558     ; Use of global variable as count value
4559     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4560     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4562 .. _DIEnumerator:
4564 DIEnumerator
4565 """"""""""""
4567 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4568 variants of :ref:`DICompositeType`.
4570 .. code-block:: text
4572     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4573     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4574     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4576 DITemplateTypeParameter
4577 """""""""""""""""""""""
4579 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4580 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4581 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4583 .. code-block:: text
4585     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4587 DITemplateValueParameter
4588 """"""""""""""""""""""""
4590 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4591 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4592 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4593 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4594 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4596 .. code-block:: text
4598     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4600 DINamespace
4601 """""""""""
4603 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4605 .. code-block:: text
4607     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4609 .. _DIGlobalVariable:
4611 DIGlobalVariable
4612 """"""""""""""""
4614 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4616 .. code-block:: text
4618     @foo = global i32, !dbg !0
4619     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4620     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4621                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4622                            isDefinition: false, declaration: !5)
4625 DIGlobalVariableExpression
4626 """"""""""""""""""""""""""
4628 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4629 with a :ref:`DIExpression`.
4631 .. code-block:: text
4633     @lower = global i32, !dbg !0
4634     @upper = global i32, !dbg !1
4635     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4636              var: !2,
4637              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4638              )
4639     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4640              var: !2,
4641              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4642              )
4643     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4644                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4646 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4647 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4649 .. _DISubprogram:
4651 DISubprogram
4652 """"""""""""
4654 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4655 distinct ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using
4656 ``!dbg`` metadata. A unique ``DISubprogram`` may be attached to a function
4657 declaration used for call site debug info. The ``variables:`` field points at
4658 :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be retained, even if their IR
4659 counterparts are optimized out of the IR. The ``type:`` field must point at an
4660 :ref:`DISubroutineType`.
4662 .. _DISubprogramDeclaration:
4664 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4665 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4666 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4667 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4668 and ``scope:``.
4670 .. code-block:: text
4672     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4673       ...
4674     }
4676     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4677                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4678                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4679                                 containingType: !4,
4680                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4681                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4682                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4683                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4685 .. _DILexicalBlock:
4687 DILexicalBlock
4688 """"""""""""""
4690 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4691 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4692 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4693 fields.
4695 .. code-block:: text
4697     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4699 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4700 operands.
4702 .. _DILexicalBlockFile:
4704 DILexicalBlockFile
4705 """"""""""""""""""
4707 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4708 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4709 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4710 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4712 .. code-block:: text
4714     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4715     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4716     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4718 .. _DILocation:
4720 DILocation
4721 """"""""""
4723 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4724 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4725 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4727 .. code-block:: text
4729     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4731 .. _DILocalVariable:
4733 DILocalVariable
4734 """""""""""""""
4736 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4737 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4738 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4739 :ref:`DISubprogram`.
4741 .. code-block:: text
4743     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4744                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4745     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4746                           type: !3)
4747     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4749 .. _DIExpression:
4751 DIExpression
4752 """"""""""""
4754 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4755 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4756 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4757 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4758 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4759 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4760 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4762 The current supported opcode vocabulary is limited:
4764 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4765 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4766   them together and appends the result to the expression stack.
4767 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4768   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4769   expression stack.
4770 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4771 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4772   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4773   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4774   within the described source variable.
4775 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4776   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4777   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4778   that references a base type constructed from the supplied values.
4779 - ``DW_OP_LLVM_tag_offset, tag_offset`` specifies that a memory tag should be
4780   optionally applied to the pointer. The memory tag is derived from the
4781   given tag offset in an implementation-defined manner.
4782 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4783 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4784   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4785   address space identifier.
4786 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4787 - If an expression is marked with ``DW_OP_entry_value`` all register and
4788   memory read operations refer to the respective value at the function entry.
4789   The first operand of ``DW_OP_entry_value`` is the size of following
4790   DWARF expression.
4791   ``DW_OP_entry_value`` may appear after the ``LiveDebugValues`` pass.
4792   LLVM only supports entry values for function parameters
4793   that are unmodified throughout a function and that are described as
4794   simple register location descriptions.
4795   ``DW_OP_entry_value`` may also appear after the ``AsmPrinter`` pass when
4796   a call site parameter value (``DW_AT_call_site_parameter_value``)
4797   is represented as entry value of the parameter.
4798 - ``DW_OP_breg`` (or ``DW_OP_bregx``) represents a content on the provided
4799   signed offset of the specified register. The opcode is only generated by the
4800   ``AsmPrinter`` pass to describe call site parameter value which requires an
4801   expression over two registers.
4803 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4804 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4805 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4806 change over the course of the program. Register and memory location
4807 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4808 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4809 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4810 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4812 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4813 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4814 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4815 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4817 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4818 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4819 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4820 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4821 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4822 valid debug intrinsic.
4824 .. note::
4826    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4827    debug intrinsic it's attached to.
4829 .. code-block:: text
4831     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4832     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4833     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4834     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4835     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4836     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4837     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4839 DIFlags
4840 """""""""""""""
4842 These flags encode various properties of DINodes.
4844 The `ArgumentNotModified` flag marks a function argument whose value
4845 is not modified throughout of a function. This flag is used to decide
4846 whether a DW_OP_entry_value can be used in a location description
4847 after the function prologue. The language frontend is expected to compute
4848 this property for each DILocalVariable. The flag should be used
4849 only in optimized code.
4851 The `ExportSymbols` flag marks a class, struct or union whose members
4852 may be referenced as if they were defined in the containing class or
4853 union. This flag is used to decide whether the DW_AT_export_symbols can
4854 be used for the structure type.
4856 DIObjCProperty
4857 """"""""""""""
4859 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4861 .. code-block:: text
4863     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4864                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4866 DIImportedEntity
4867 """"""""""""""""
4869 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4870 compile unit.
4872 .. code-block:: text
4874    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4875                           entity: !1, line: 7)
4877 DIMacro
4878 """""""
4880 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4881 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4882 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4883 used to expand the macro identifier.
4885 .. code-block:: text
4887    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4888                  value: "((x) + 1)")
4889    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4891 DIMacroFile
4892 """""""""""
4894 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4895 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4896 appear in the included source file.
4898 .. code-block:: text
4900    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4901                      nodes: !3)
4903 '``tbaa``' Metadata
4904 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4906 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4907 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4908 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4909 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4910 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4912 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4913 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4914 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4915 encoding of various entities.
4917 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4918 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4919 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4920 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4921 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4923 .. _tbaa_node_semantics:
4925 Semantics
4926 """""""""
4928 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4929 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4930 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4931 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4933 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4934 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4935 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4936 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4937 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4938 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4939 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4940 or scalar type descriptors.
4942 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4943 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4944 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4945 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4946 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4947 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4949 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4950 things:
4952  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4953    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4954    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4956  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4957    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4958    access with scalar type ``AccessTy``.
4960 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4961 tuples this way:
4963  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4964    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4965    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4966    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4968  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4969    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4970    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4971    to be relative within that inner type.
4973 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4974 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4975 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4976 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4978 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4980 .. code-block:: c
4982     struct Inner {
4983       int i;    // offset 0
4984       float f;  // offset 4
4985     };
4987     struct Outer {
4988       float f;  // offset 0
4989       double d; // offset 4
4990       struct Inner inner_a;  // offset 12
4991     };
4993     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
4994       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
4995       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
4996       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
4997       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
4998     }
5000 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
5001 type):
5003 .. code-block:: text
5005     Root = "TBAA Root"
5006     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
5007     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
5008     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
5009     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
5010     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
5011     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
5012                      (InnerStructTy, 12)}
5015 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
5016 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
5017 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
5019 .. _tbaa_node_representation:
5021 Representation
5022 """"""""""""""
5024 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
5025 with exactly one ``MDString`` operand.
5027 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
5028 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
5029 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
5030 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
5031 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
5032 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
5033 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
5034 constant integer zero.
5036 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
5037 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
5038 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
5039 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
5040 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
5041 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
5042 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
5043 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
5044 must be in non-decreasing order.
5046 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
5047 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
5048 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
5049 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
5050 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
5051 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
5052 that the location being accessed is "constant" (meaning
5053 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
5054 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
5055 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
5056 that is the TBAA root of the access tag.
5058 '``tbaa.struct``' Metadata
5059 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5061 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
5062 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
5063 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
5064 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
5065 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
5066 of the aggregate.
5068 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
5069 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
5071 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
5072 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
5073 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
5074 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
5075 its tbaa tag. e.g.:
5077 .. code-block:: llvm
5079     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
5081 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
5082 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
5083 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
5085 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
5086 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
5087 does not carry useful data and need not be preserved.
5089 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
5090 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5092 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
5093 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
5094 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
5095 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
5096 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
5097 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
5098 a domain.
5100 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
5101 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
5102 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
5103 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
5104 alias.
5106 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5107 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5108 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5109 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5110 function is inlined.
5112 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5113 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5114 string then it can be combined across functions and translation units. A
5115 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5116 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5118 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5119 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5120 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5121 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5122 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5123 optionally be provided as a third list entry.
5125 For example,
5127 .. code-block:: llvm
5129     ; Two scope domains:
5130     !0 = !{!0}
5131     !1 = !{!1}
5133     ; Some scopes in these domains:
5134     !2 = !{!2, !0}
5135     !3 = !{!3, !0}
5136     !4 = !{!4, !1}
5138     ; Some scope lists:
5139     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5140     !6 = !{!4, !3, !2}
5141     !7 = !{!3}
5143     ; These two instructions don't alias:
5144     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5145     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5147     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5148     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5149     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5150     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5152     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5153     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5154     ; !alias.scope list):
5155     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5156     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5158 '``fpmath``' Metadata
5159 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5161 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5162 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5163 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5164 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5165 it. ULP is defined as follows:
5167     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5168     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5169     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5170     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5171     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5173 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5174 representing the maximum relative error, for example:
5176 .. code-block:: llvm
5178     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5180 .. _range-metadata:
5182 '``range``' Metadata
5183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5185 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5186 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5187 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5188 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5189 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5190 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5191 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5193 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5194 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5195 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5196 -  The range is allowed to wrap.
5197 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5198    ``a!=b``.
5200 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5201 they must be non-contiguous.
5203 Examples:
5205 .. code-block:: llvm
5207       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5208       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5209       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5210       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5211              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5212     ...
5213     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5214     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5215     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5216     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5218 '``absolute_symbol``' Metadata
5219 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5221 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5222 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5223 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5224 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5225 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5226 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5227 may be used to represent the full set.
5229 Example (assuming 64-bit pointers):
5231 .. code-block:: llvm
5233       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5234       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5236     ...
5237     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5238     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5240 '``callees``' Metadata
5241 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5243 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5244 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5245 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5246 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5247 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5248 ``add`` or ``sub`` functions:
5250 .. code-block:: llvm
5252     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5254     ...
5255     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5257 '``callback``' Metadata
5258 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5260 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5261 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5262 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5263 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5264 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5265 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5266 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5267 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5268 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5269 pass-through to the callback function.
5271 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5272 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5273 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5274 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5275 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5276 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5277 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5278 callback callee invocation to a different thread.
5280 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5281 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5282 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5283 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5284 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5285 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5286 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5287 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5288 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5289 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5290 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5291 arguments encoded explicitly before.
5293 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5294 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5295 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5296 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5297 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5298 broker function (``i64 3``).
5300 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5301    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5302    have misc.highlighting_failure set?
5304 .. code-block:: text
5306     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5308     ...
5309     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5310     !1 = !{!2}
5312 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5313 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5314 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5315 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5316 final ``i1 true``).
5318 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5319    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5320    have misc.highlighting_failure set?
5322 .. code-block:: text
5324     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5326     ...
5327     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5328     !0 = !{!1}
5331 '``unpredictable``' Metadata
5332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5334 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5335 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5336 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5337 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5338 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5339 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5341 .. _md_dereferenceable:
5343 '``dereferenceable``' Metadata
5344 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5346 The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
5347 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
5348 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5349 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
5350 attribute on parameters and return values.
5352 .. _md_dereferenceable_or_null:
5354 '``dereferenceable_or_null``' Metadata
5355 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5357 The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
5358 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
5359 dereferenceable or null.
5360 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5361 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
5362 attribute on parameters and return values.
5364 .. _llvm.loop:
5366 '``llvm.loop``'
5367 ^^^^^^^^^^^^^^^
5369 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5370 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5371 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5372 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5373 specified with the name ``llvm.loop``.
5375 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5376 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5377 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5378 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5379 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5380 constructs:
5382 .. code-block:: llvm
5384     !0 = !{!0}
5385     !1 = !{!1}
5387 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5388 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5389 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5390 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5392 .. code-block:: llvm
5394       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5395     ...
5396     !0 = !{!0, !1}
5397     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5399 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5400 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5402 This metadata disables all optional loop transformations unless
5403 explicitly instructed using other transformation metadata such as
5404 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5405 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5406 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5407 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5408 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5409 as loop rotation are still applied.
5411 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5412 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5413 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5414 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5415 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5417 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5419 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5420 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5422 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5423 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5424 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5425 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5426 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5427 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5428 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5429 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5430 in determining the safety of these transformations.
5432 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5433 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5435 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5436 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5437 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5438 example:
5440 .. code-block:: llvm
5442    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5444 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5445 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5446 then the interleave count will be determined automatically.
5448 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5451 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5452 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5453 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5454 0 disables vectorization:
5456 .. code-block:: llvm
5458    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5459    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5461 '``llvm.loop.vectorize.predicate.enable``' Metadata
5462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5464 This metadata selectively enables or disables creating predicated instructions
5465 for the loop, which can enable folding of the scalar epilogue loop into the
5466 main loop. The first operand is the string
5467 ``llvm.loop.vectorize.predicate.enable`` and the second operand is a bit. If
5468 the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of 0 disables
5469 vectorization:
5471 .. code-block:: llvm
5473    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 0}
5474    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 1}
5476 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5477 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5479 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5480 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5481 operand is an integer specifying the width. For example:
5483 .. code-block:: llvm
5485    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5487 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5488 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5489 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5490 determined automatically.
5492 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5493 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5495 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5496 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5498 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5499 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5501 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5502 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5503 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5504 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5505 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5506 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5508 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5509 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5511 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5512 epilogue loop.
5513 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5515 '``llvm.loop.unroll``'
5516 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5518 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5519 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5520 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5521 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5522 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5523 optimizer believes it is safe to do so.
5525 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5526 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5528 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5529 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5530 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5531 example:
5533 .. code-block:: llvm
5535    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5537 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5538 will be partially unrolled.
5540 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5541 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5543 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5544 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5546 .. code-block:: llvm
5548    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5550 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5551 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5553 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5554 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5556 .. code-block:: llvm
5558    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5560 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5561 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5563 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5564 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5565 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5566 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5568 .. code-block:: llvm
5570    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5572 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5573 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5575 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5576 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5577 For example:
5579 .. code-block:: llvm
5581    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5583 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5584 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5586 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5587 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5589 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5590 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5592 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5593 partial/runtime unrolling will have. See
5594 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5596 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5597 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5599 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5600 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5601 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5602 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5603 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5604 too.)
5606 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5607 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5608 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5609 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5610 and the normal safety checks will still be performed.
5612 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5613 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5615 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5616 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5617 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5618 specifying the unroll factor. For example:
5620 .. code-block:: llvm
5622    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5624 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5625 will be partially unroll and jammed.
5627 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5628 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5630 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5631 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5633 .. code-block:: llvm
5635    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5637 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5638 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5640 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5641 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5642 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5643 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5645 .. code-block:: llvm
5647    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5649 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5650 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5652 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5653 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5654 details.
5656 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5659 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5660 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5661 details.
5663 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5664 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5666 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5667 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5668 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5669 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5671 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5672 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5674 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5675 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5676 can be multiple inner remainder loops. See
5677 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5679 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5680 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5682 Attributes specified in the metadata is added to all
5683 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5684 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5686 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5687 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5689 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5690 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5691 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5693 .. code-block:: llvm
5695    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5697 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5698 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5700 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5701 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5702 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5703 dependencies into their own loop.
5705 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5706 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5707 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5708 enabled. A value of 0 disables distribution:
5710 .. code-block:: llvm
5712    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5713    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5715 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5716 identification metadata.
5718 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5719 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5721 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5722 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5723 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5725 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5726 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5728 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5729 memory dependencies will have. See
5730 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5732 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5733 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5735 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5736 the non-distributed fallback version will have. See
5737 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5739 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5740 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5742 The attributes in this metadata is added to all followup loops of the
5743 loop distribution pass. See
5744 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5746 '``llvm.licm.disable``' Metadata
5747 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5749 This metadata indicates that loop-invariant code motion (LICM) should not be
5750 performed on this loop. The metadata has a single operand which is the string
5751 ``llvm.licm.disable``. For example:
5753 .. code-block:: llvm
5755    !0 = !{!"llvm.licm.disable"}
5757 Note that although it operates per loop it isn't given the llvm.loop prefix
5758 as it is not affected by the ``llvm.loop.disable_nonforced`` metadata.
5760 '``llvm.access.group``' Metadata
5761 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5763 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5764 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5765 node, which we call access group. This node represents all memory access
5766 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5767 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5768 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5770 .. code-block:: llvm
5772    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5773    ...
5774    !0 = !{!1, !2}
5775    !1 = distinct !{}
5776    !2 = distinct !{}
5778 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5779 with an access group.
5781 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5782 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5783 always be empty which can be used to distinguish an access group
5784 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5785 situation that the content must be updated which, because metadata is
5786 immutable by design, would required finding and updating all references
5787 to the access group node.
5789 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5790 without pointing to it directly (which is not possible in global
5791 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5792 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5794 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5795 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5797 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5798 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5799 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5800 in the loop with this metadata.
5802 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5803 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5804 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5805 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5806 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5807 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5808 considered having this property if at least one of the access groups
5809 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5811 If all memory-accessing instructions in a loop have
5812 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5813 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5814 parallel loop.
5816 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5817 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5818 not be considered trivially parallel. Additional
5819 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5820 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5821 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5822 insert new memory instructions into the loop body).
5824 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5825 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5826 metadata types.
5828 .. code-block:: llvm
5830    for.body:
5831      ...
5832      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5833      ...
5834      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5835      ...
5836      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5838    for.end:
5839    ...
5840    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5841    !1 = distinct !{}
5843 It is also possible to have nested parallel loops:
5845 .. code-block:: llvm
5847    outer.for.body:
5848      ...
5849      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5850      ...
5851      br label %inner.for.body
5853    inner.for.body:
5854      ...
5855      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5856      ...
5857      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5858      ...
5859      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5861    inner.for.end:
5862      ...
5863      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5864      ...
5865      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5867    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5868    ...
5869    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5870    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5871    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5872    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5874 '``irr_loop``' Metadata
5875 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5877 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5878 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5879 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5880 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5881 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5882 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5883 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5884 the irreducible loop) of 100:
5886 .. code-block:: llvm
5888     header0:
5889     ...
5890     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5892     ...
5893     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5895 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5897 .. _md_invariant.group:
5899 '``invariant.group``' Metadata
5900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5902 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5903 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5904 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5905 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5906 can be assumed to load or store the same
5907 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5908 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5909 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5911 Examples:
5913 .. code-block:: llvm
5915    @unknownPtr = external global i8
5916    ...
5917    %ptr = alloca i8
5918    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5919    call void @foo(i8* %ptr)
5921    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5922    call void @foo(i8* %ptr)
5924    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5925    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5927    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5928    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5930    call void @foo(i8* %ptr)
5931    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5932    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5934    ...
5935    declare void @foo(i8*)
5936    declare i8* @getPointer(i8*)
5937    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5939    !0 = !{}
5941 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5942 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5943 to the SSA value of the pointer operand.
5945 .. code-block:: llvm
5947   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5948   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5949   %v = load i8, i8* %y
5951 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5952 change in the future.
5954 '``type``' Metadata
5955 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5957 See :doc:`TypeMetadata`.
5959 '``associated``' Metadata
5960 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5962 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5963 declaration with a single argument that references another global object.
5965 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5966 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5967 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5968 metadata may also:
5970 - Be in a comdat with the referenced global.
5971 - Be in @llvm.compiler.used.
5972 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5974 It does not have any effect on non-ELF targets.
5976 Example:
5978 .. code-block:: text
5980     $a = comdat any
5981     @a = global i32 1, comdat $a
5982     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5983     !0 = !{i32* @a}
5986 '``prof``' Metadata
5987 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5989 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5990 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
5991 type. There are currently 3 types:
5992 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
5993 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
5994 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
5996 .. _prof_node_branch_weights:
5998 branch_weights
5999 """"""""""""""
6001 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
6002 represents the likeliness of the associated branch being taken.
6003 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6005 .. _prof_node_function_entry_count:
6007 function_entry_count
6008 """"""""""""""""""""
6010 Function entry count metadata can be attached to function definitions
6011 to record the number of times the function is called. Used with BFI
6012 information, it is also used to derive the basic block profile count.
6013 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6015 .. _prof_node_VP:
6020 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
6021 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
6022 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
6023 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
6025 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
6026 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
6027 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
6028 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
6029 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
6030 of the callee function name, and for memory operations each value is the
6031 byte length.
6033 Note that the value counts do not need to add up to the total count
6034 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
6035 are tracked and reported).
6037 Indirect call example:
6039 .. code-block:: llvm
6041     call void %f(), !prof !1
6042     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
6044 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
6045 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
6046 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
6047 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
6048 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
6049 operands give the execution count that each of the respective prior target
6050 functions was called.
6052 Module Flags Metadata
6053 =====================
6055 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
6056 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
6057 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
6058 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
6059 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
6060 look it up.
6062 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
6063 Each triplet has the following form:
6065 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
6066    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
6067    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
6068    described below.
6069 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
6070    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
6071    including entries with the **Require** behavior).
6072 -  The third element is the value of the flag.
6074 When two (or more) modules are merged together, the resulting
6075 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
6076 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
6077 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
6078 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
6079 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
6081 The following behaviors are supported:
6083 .. list-table::
6084    :header-rows: 1
6085    :widths: 10 90
6087    * - Value
6088      - Behavior
6090    * - 1
6091      - **Error**
6092            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
6093            is that of the operands.
6095    * - 2
6096      - **Warning**
6097            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
6098            operand for the flag from the first module being linked.
6100    * - 3
6101      - **Require**
6102            Adds a requirement that another module flag be present and have a
6103            specified value after linking is performed. The value must be a
6104            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
6105            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
6106            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
6107            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
6108            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
6110    * - 4
6111      - **Override**
6112            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
6113            other module. If both modules specify **Override**, but the values
6114            differ, an error will be emitted.
6116    * - 5
6117      - **Append**
6118            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
6120    * - 6
6121      - **AppendUnique**
6122            Appends the two values, which are required to be metadata
6123            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
6124            during the append operation.
6126    * - 7
6127      - **Max**
6128            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
6130 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
6131 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
6132 value) or **Override**.
6134 An example of module flags:
6136 .. code-block:: llvm
6138     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
6139     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
6140     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
6141     !3 = !{ i32 3, !"qux",
6142       !{
6143         !"foo", i32 1
6144       }
6145     }
6146     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
6148 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
6149    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
6150    values are not equal.
6152 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
6153    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
6154    '37'.
6156 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
6157    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
6158    warning if their values are not equal.
6160 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6162    ::
6164        !{ !"foo", i32 1 }
6166    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6167    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6168    performed.
6170 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6171 ----------------------------------------------------
6173 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6174 collection in a special section called "image info". The metadata
6175 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6176 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6177 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6178 be merged rather than appended together.
6180 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6181 following key-value pairs:
6183 .. list-table::
6184    :header-rows: 1
6185    :widths: 30 70
6187    * - Key
6188      - Value
6190    * - ``Objective-C Version``
6191      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6193    * - ``Objective-C Image Info Version``
6194      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6195        always 0.
6197    * - ``Objective-C Image Info Section``
6198      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6199        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6200        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6201        Objective-C ABI version 2.
6203    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6204      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6205        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6206        collection supported.
6208    * - ``Objective-C GC Only``
6209      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6210        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6211        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6213 Some important flag interactions:
6215 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6216    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6217    2, then the resulting module has the
6218    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6219 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6220    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6222 C type width Module Flags Metadata
6223 ----------------------------------
6225 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6226 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6227 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6228 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6229 width.
6231 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6232 flags metadata, using the following key-value pairs:
6234 .. list-table::
6235    :header-rows: 1
6236    :widths: 30 70
6238    * - Key
6239      - Value
6241    * - short_wchar
6242      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6243        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6245    * - short_enum
6246      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6247        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6248          represent all of its values.
6250 For example, the following metadata section specifies that the module was
6251 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6252 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6254     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6255     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6256     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6258 Automatic Linker Flags Named Metadata
6259 =====================================
6261 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6262 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6263 allow source files to contain linker command line options, and have these
6264 automatically be transmitted to the linker via object files.
6266 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6267 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6268 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6269 list of metadata strings defining linker options.
6271 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6272 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6273 framework::
6275     !0 = !{ !"-lz" }
6276     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6277     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6279 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6280 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6281 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6282 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6283 assembly writer or object file emitter.
6285 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6286 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6287 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6289 Dependent Libs Named Metadata
6290 =============================
6292 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6293 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6294 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6295 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6296 linker via object files.
6298 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6299 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6300 which should contain a single string operand.
6302 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6304     !0 = !{!"a library specifier"}
6305     !1 = !{!"another library specifier"}
6306     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6308 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6309 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6311 .. _summary:
6313 ThinLTO Summary
6314 ===============
6316 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6317 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6318 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6319 in syntax by a caret ('``^``').
6321 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6322 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6323 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6324 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6325 input file).
6327 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6328 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6329 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6330 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6331 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6332 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6333 before feeding into thin link tools for now).
6335 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6336 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6337 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6338 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6340 .. _module_path_summary:
6342 Module Path Summary Entry
6343 -------------------------
6345 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6346 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6347 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6348 one module path entry per linked module with summary.
6350 Example:
6352 .. code-block:: text
6354     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6356 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6357 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6358 incremental builds and caching.
6360 .. _gv_summary:
6362 Global Value Summary Entry
6363 --------------------------
6365 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6366 referenced by a summarized module.
6368 Example:
6370 .. code-block:: text
6372     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6374 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6375 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6376 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6377 for symbols with weak linkage.
6379 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6380 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6381 :ref:`alias<alias_summary>`.
6383 .. _function_summary:
6385 Function Summary
6386 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6388 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6390 .. code-block:: text
6392     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6394 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6395 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6396 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6397 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6398 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6399 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6400 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6401 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6402 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6404 .. _variable_summary:
6406 Global Variable Summary
6407 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6409 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6411 .. code-block:: text
6413     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6415 The variable entry contains a subset of the fields in a
6416 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6418 .. _alias_summary:
6420 Alias Summary
6421 ^^^^^^^^^^^^^
6423 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6425 .. code-block:: text
6427     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6429 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6430 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6431 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6433 .. _funcflags_summary:
6435 Function Flags
6436 ^^^^^^^^^^^^^^
6438 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6440 .. code-block:: text
6442     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6444 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6445 ``0``.
6447 .. _calls_summary:
6449 Calls
6450 ^^^^^
6452 The optional ``Calls`` field looks like:
6454 .. code-block:: text
6456     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6458 where each ``Callee`` looks like:
6460 .. code-block:: text
6462     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6464 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6465 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6466 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6467 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6468 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6470 .. _refs_summary:
6472 Refs
6473 ^^^^
6475 The optional ``Refs`` field looks like:
6477 .. code-block:: text
6479     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6481 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6482 value (e.g. ``^1``).
6484 .. _typeidinfo_summary:
6486 TypeIdInfo
6487 ^^^^^^^^^^
6489 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6490 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6491 looks like:
6493 .. code-block:: text
6495     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6497 These optional fields have the following forms:
6499 TypeTests
6500 """""""""
6502 .. code-block:: text
6504     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6506 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6507 by summary id or ``GUID``.
6509 TypeTestAssumeVCalls
6510 """"""""""""""""""""
6512 .. code-block:: text
6514     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6516 Where each VFuncId has the format:
6518 .. code-block:: text
6520     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6522 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6523 by summary id or ``GUID`` preceded by a ``guid:`` tag.
6525 TypeCheckedLoadVCalls
6526 """""""""""""""""""""
6528 .. code-block:: text
6530     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6532 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6534 TypeTestAssumeConstVCalls
6535 """""""""""""""""""""""""
6537 .. code-block:: text
6539     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6541 Where each ConstVCall has the format:
6543 .. code-block:: text
6545     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6547 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6548 and each Arg is an integer argument number.
6550 TypeCheckedLoadConstVCalls
6551 """"""""""""""""""""""""""
6553 .. code-block:: text
6555     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6557 Where each ConstVCall has the format described for
6558 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6560 .. _typeid_summary:
6562 Type ID Summary Entry
6563 ---------------------
6565 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6566 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6567 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6568 so these are only present in a combined summary index.
6570 Example:
6572 .. code-block:: text
6574     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6576 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6577 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6578 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6579 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6580 field that looks like:
6582 .. code-block:: text
6584     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6586 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6587 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6589 .. code-block:: text
6591     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6592     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6593     wpdRes: (kind: indir)
6595 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6596 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6598 .. code-block:: text
6600     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6602 where ResByArg is:
6604 .. code-block:: text
6606     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6608 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6609 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6610 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6611 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6612 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6613 not support the use of absolute symbols to store constants.
6615 .. _intrinsicglobalvariables:
6617 Intrinsic Global Variables
6618 ==========================
6620 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6621 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6622 All globals of this sort should have a section specified as
6623 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6624 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6626 .. _gv_llvmused:
6628 The '``llvm.used``' Global Variable
6629 -----------------------------------
6631 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6632 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6633 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6634 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6635 use of it is:
6637 .. code-block:: llvm
6639     @X = global i8 4
6640     @Y = global i32 123
6642     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6643        i8* @X,
6644        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6645     ], section "llvm.metadata"
6647 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6648 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6649 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6650 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6651 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6652 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6653 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6655 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6656 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6657 molesting the symbol.
6659 .. _gv_llvmcompilerused:
6661 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6662 --------------------------------------------
6664 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6665 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6666 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6667 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6668 by ``@llvm.used``.
6670 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6671 and should not be exposed to source languages.
6673 .. _gv_llvmglobalctors:
6675 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6676 -------------------------------------------
6678 .. code-block:: llvm
6680     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6681     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6683 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6684 functions, priorities, and an associated global or function.
6685 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6686 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6687 functions with the same priority is not defined.
6689 If the third field is non-null, and points to a global variable
6690 or function, the initializer function will only run if the associated
6691 data from the current module is not discarded.
6693 .. _llvmglobaldtors:
6695 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6696 -------------------------------------------
6698 .. code-block:: llvm
6700     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6701     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6703 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6704 functions, priorities, and an associated global or function.
6705 The functions referenced by this array will be called in descending
6706 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6707 order of functions with the same priority is not defined.
6709 If the third field is non-null, and points to a global variable
6710 or function, the destructor function will only run if the associated
6711 data from the current module is not discarded.
6713 Instruction Reference
6714 =====================
6716 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6717 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6718 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6719 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6720 :ref:`other instructions <otherops>`.
6722 .. _terminators:
6724 Terminator Instructions
6725 -----------------------
6727 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6728 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6729 block should be executed after the current block is finished. These
6730 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6731 control flow, not values (the one exception being the
6732 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6734 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6735 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6736 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6737 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6738 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6739 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6740 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6741 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6743 .. _i_ret:
6745 '``ret``' Instruction
6746 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6748 Syntax:
6749 """""""
6753       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6754       ret void                 ; Return from void function
6756 Overview:
6757 """""""""
6759 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6760 a value) from a function back to the caller.
6762 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6763 value and then causes control flow, and one that just causes control
6764 flow to occur.
6766 Arguments:
6767 """"""""""
6769 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6770 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6771 class <t_firstclass>`' type.
6773 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6774 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6775 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6776 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6777 value.
6779 Semantics:
6780 """"""""""
6782 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6783 the calling function's context. If the caller is a
6784 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6785 instruction after the call. If the caller was an
6786 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6787 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6788 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6789 value.
6791 Example:
6792 """"""""
6794 .. code-block:: llvm
6796       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6797       ret void                        ; Return from a void function
6798       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6800 .. _i_br:
6802 '``br``' Instruction
6803 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6805 Syntax:
6806 """""""
6810       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6811       br label <dest>          ; Unconditional branch
6813 Overview:
6814 """""""""
6816 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6817 different basic block in the current function. There are two forms of
6818 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6819 unconditional branch.
6821 Arguments:
6822 """"""""""
6824 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6825 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6826 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6828 Semantics:
6829 """"""""""
6831 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6832 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6833 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6834 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6836 Example:
6837 """"""""
6839 .. code-block:: llvm
6841     Test:
6842       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6843       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6844     IfEqual:
6845       ret i32 1
6846     IfUnequal:
6847       ret i32 0
6849 .. _i_switch:
6851 '``switch``' Instruction
6852 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6854 Syntax:
6855 """""""
6859       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6861 Overview:
6862 """""""""
6864 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6865 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6866 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6867 destinations.
6869 Arguments:
6870 """"""""""
6872 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6873 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6874 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6875 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6877 Semantics:
6878 """"""""""
6880 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6881 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6882 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6883 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6884 to the default destination.
6886 Implementation:
6887 """""""""""""""
6889 Depending on properties of the target machine and the particular
6890 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6891 different ways. For example, it could be generated as a series of
6892 chained conditional branches or with a lookup table.
6894 Example:
6895 """"""""
6897 .. code-block:: llvm
6899      ; Emulate a conditional br instruction
6900      %Val = zext i1 %value to i32
6901      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6903      ; Emulate an unconditional br instruction
6904      switch i32 0, label %dest [ ]
6906      ; Implement a jump table:
6907      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6908                                          i32 1, label %onone
6909                                          i32 2, label %ontwo ]
6911 .. _i_indirectbr:
6913 '``indirectbr``' Instruction
6914 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6916 Syntax:
6917 """""""
6921       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6923 Overview:
6924 """""""""
6926 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6927 label within the current function, whose address is specified by
6928 "``address``". Address must be derived from a
6929 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6931 Arguments:
6932 """"""""""
6934 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6935 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6936 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6937 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6939 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6940 accurate understanding of the CFG.
6942 Semantics:
6943 """"""""""
6945 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6946 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6947 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6948 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6950 Implementation:
6951 """""""""""""""
6953 This is typically implemented with a jump through a register.
6955 Example:
6956 """"""""
6958 .. code-block:: llvm
6960      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6962 .. _i_invoke:
6964 '``invoke``' Instruction
6965 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6967 Syntax:
6968 """""""
6972       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6973                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6975 Overview:
6976 """""""""
6978 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6979 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6980 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6981 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6982 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6983 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6984 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6985 nearest "exception" label.
6987 The '``exception``' label is a `landing
6988 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6989 '``exception``' label is required to have the
6990 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
6991 information about the behavior of the program after unwinding happens,
6992 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
6993 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
6994 instruction, so that the important information contained within the
6995 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
6997 Arguments:
6998 """"""""""
7000 This instruction requires several arguments:
7002 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7003    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7004    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7005 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7006    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7007    are valid here.
7008 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7009    of the called function. If it is not specified, the program address space
7010    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7011 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7012    type of the return value. Functions that return no value are marked
7013    ``void``.
7014 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
7015    argument types must match the types implied by this signature. This
7016    type can be omitted if the function is not varargs.
7017 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7018    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7019    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7020    to function value.
7021 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7022    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7023    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7024    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7025    extra arguments can be specified.
7026 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7027    executes a '``ret``' instruction.
7028 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
7029    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
7030    mechanism.
7031 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7032 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7034 Semantics:
7035 """"""""""
7037 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7038 instruction in most regards. The primary difference is that it
7039 establishes an association with a label, which is used by the runtime
7040 library to unwind the stack.
7042 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
7043 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
7044 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
7045 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
7047 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
7048 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
7049 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
7050 return value is available.
7052 Example:
7053 """"""""
7055 .. code-block:: llvm
7057       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
7058                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7059       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
7060                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7062 .. _i_callbr:
7064 '``callbr``' Instruction
7065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7067 Syntax:
7068 """""""
7072       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
7073                     [operand bundles] to label <normal label> or jump [other labels]
7075 Overview:
7076 """""""""
7078 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
7079 function, with the possibility of control flow transfer to either the
7080 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
7082 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
7083 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
7085 Arguments:
7086 """"""""""
7088 This instruction requires several arguments:
7090 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7091    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7092    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7093 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7094    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7095    are valid here.
7096 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7097    of the called function. If it is not specified, the program address space
7098    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7099 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7100    type of the return value. Functions that return no value are marked
7101    ``void``.
7102 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
7103    argument types must match the types implied by this signature. This
7104    type can be omitted if the function is not varargs.
7105 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7106    be called. In most cases, this is a direct function call, but
7107    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7108    to function value.
7109 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7110    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7111    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7112    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7113    extra arguments can be specified.
7114 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7115    executes a '``ret``' instruction.
7116 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
7117    to a location other than the normal '``normal label``'
7118 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7119 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7121 Semantics:
7122 """"""""""
7124 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7125 instruction in most regards. The primary difference is that it
7126 establishes an association with additional labels to define where control
7127 flow goes after the call.
7129 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
7130 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
7131 assembly to jump to.
7133 Example:
7134 """"""""
7136 .. code-block:: text
7138       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
7139                   to label %normal or jump [label %fail]
7141 .. _i_resume:
7143 '``resume``' Instruction
7144 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7146 Syntax:
7147 """""""
7151       resume <type> <value>
7153 Overview:
7154 """""""""
7156 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
7157 successors.
7159 Arguments:
7160 """"""""""
7162 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7163 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7164 function.
7166 Semantics:
7167 """"""""""
7169 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7170 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7171 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7173 Example:
7174 """"""""
7176 .. code-block:: llvm
7178       resume { i8*, i32 } %exn
7180 .. _i_catchswitch:
7182 '``catchswitch``' Instruction
7183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7185 Syntax:
7186 """""""
7190       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7191       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7193 Overview:
7194 """""""""
7196 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7197 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7198 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7200 Arguments:
7201 """"""""""
7203 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7204 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7205 this operand may be the token ``none``.
7207 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7208 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7209 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7210 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7212 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7213 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7215 Semantics:
7216 """"""""""
7218 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7219 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7220 present.
7222 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7223 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7224 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7226 Example:
7227 """"""""
7229 .. code-block:: text
7231     dispatch1:
7232       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7233     dispatch2:
7234       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7236 .. _i_catchret:
7238 '``catchret``' Instruction
7239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7241 Syntax:
7242 """""""
7246       catchret from <token> to label <normal>
7248 Overview:
7249 """""""""
7251 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7252 single successor.
7255 Arguments:
7256 """"""""""
7258 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7259 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7260 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7261 transfer to next.
7263 Semantics:
7264 """"""""""
7266 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7267 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7268 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7269 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7270 ``normal``.
7272 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7273 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7274 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7275 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7277 Example:
7278 """"""""
7280 .. code-block:: text
7282       catchret from %catch label %continue
7284 .. _i_cleanupret:
7286 '``cleanupret``' Instruction
7287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7289 Syntax:
7290 """""""
7294       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7295       cleanupret from <value> unwind to caller
7297 Overview:
7298 """""""""
7300 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7301 an optional successor.
7304 Arguments:
7305 """"""""""
7307 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7308 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7309 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7310 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7311 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7313 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7314 which must be the label of another basic block beginning with either a
7315 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7316 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7317 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7319 Semantics:
7320 """"""""""
7322 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7323 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7324 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7325 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7327 Example:
7328 """"""""
7330 .. code-block:: text
7332       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7333       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7335 .. _i_unreachable:
7337 '``unreachable``' Instruction
7338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7340 Syntax:
7341 """""""
7345       unreachable
7347 Overview:
7348 """""""""
7350 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7351 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7352 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7353 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7355 Semantics:
7356 """"""""""
7358 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7360 .. _unaryops:
7362 Unary Operations
7363 -----------------
7365 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7366 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7367 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7368 result value has the same type as its operand.
7370 .. _i_fneg:
7372 '``fneg``' Instruction
7373 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7375 Syntax:
7376 """""""
7380       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7382 Overview:
7383 """""""""
7385 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7387 Arguments:
7388 """"""""""
7390 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7391 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7392 floating-point values.
7394 Semantics:
7395 """"""""""
7397 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7398 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7399 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7400 unsafe floating-point optimizations:
7402 Example:
7403 """"""""
7405 .. code-block:: text
7407       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7409 .. _binaryops:
7411 Binary Operations
7412 -----------------
7414 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7415 They require two operands of the same type, execute an operation on
7416 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7417 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7418 result value has the same type as its operands.
7420 There are several different binary operators:
7422 .. _i_add:
7424 '``add``' Instruction
7425 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7427 Syntax:
7428 """""""
7432       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7433       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7434       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7435       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7437 Overview:
7438 """""""""
7440 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7442 Arguments:
7443 """"""""""
7445 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7446 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7447 arguments must have identical types.
7449 Semantics:
7450 """"""""""
7452 The value produced is the integer sum of the two operands.
7454 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7455 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7456 the result.
7458 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7459 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7461 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7462 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7463 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7464 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7466 Example:
7467 """"""""
7469 .. code-block:: text
7471       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7473 .. _i_fadd:
7475 '``fadd``' Instruction
7476 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7478 Syntax:
7479 """""""
7483       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7485 Overview:
7486 """""""""
7488 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7490 Arguments:
7491 """"""""""
7493 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7494 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7495 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7497 Semantics:
7498 """"""""""
7500 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7501 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7502 environment <floatenv>`.
7503 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7504 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7505 unsafe floating-point optimizations:
7507 Example:
7508 """"""""
7510 .. code-block:: text
7512       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7514 '``sub``' Instruction
7515 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7517 Syntax:
7518 """""""
7522       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7523       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7524       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7525       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7527 Overview:
7528 """""""""
7530 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7532 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7533 instruction present in most other intermediate representations.
7535 Arguments:
7536 """"""""""
7538 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7539 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7540 arguments must have identical types.
7542 Semantics:
7543 """"""""""
7545 The value produced is the integer difference of the two operands.
7547 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7548 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7549 the result.
7551 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7552 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7554 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7555 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7556 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7557 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7559 Example:
7560 """"""""
7562 .. code-block:: text
7564       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7565       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7567 .. _i_fsub:
7569 '``fsub``' Instruction
7570 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7572 Syntax:
7573 """""""
7577       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7579 Overview:
7580 """""""""
7582 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7584 Arguments:
7585 """"""""""
7587 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7588 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7589 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7591 Semantics:
7592 """"""""""
7594 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7595 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7596 environment <floatenv>`.
7597 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7598 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7599 unsafe floating-point optimizations:
7601 Example:
7602 """"""""
7604 .. code-block:: text
7606       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7607       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7609 '``mul``' Instruction
7610 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7612 Syntax:
7613 """""""
7617       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7618       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7619       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7620       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7622 Overview:
7623 """""""""
7625 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7627 Arguments:
7628 """"""""""
7630 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7631 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7632 arguments must have identical types.
7634 Semantics:
7635 """"""""""
7637 The value produced is the integer product of the two operands.
7639 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7640 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7641 bit width of the result.
7643 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7644 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7645 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7646 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7647 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7648 product.
7650 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7651 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7652 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7653 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7655 Example:
7656 """"""""
7658 .. code-block:: text
7660       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7662 .. _i_fmul:
7664 '``fmul``' Instruction
7665 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7667 Syntax:
7668 """""""
7672       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7674 Overview:
7675 """""""""
7677 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7679 Arguments:
7680 """"""""""
7682 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7683 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7684 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7686 Semantics:
7687 """"""""""
7689 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7690 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7691 environment <floatenv>`.
7692 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7693 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7694 unsafe floating-point optimizations:
7696 Example:
7697 """"""""
7699 .. code-block:: text
7701       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7703 '``udiv``' Instruction
7704 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7706 Syntax:
7707 """""""
7711       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7712       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7714 Overview:
7715 """""""""
7717 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7719 Arguments:
7720 """"""""""
7722 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7723 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7724 arguments must have identical types.
7726 Semantics:
7727 """"""""""
7729 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7731 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7732 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7734 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7735 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7738 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7739 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7740 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7742 Example:
7743 """"""""
7745 .. code-block:: text
7747       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7749 '``sdiv``' Instruction
7750 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7752 Syntax:
7753 """""""
7757       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7758       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7760 Overview:
7761 """""""""
7763 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7765 Arguments:
7766 """"""""""
7768 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7769 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7770 arguments must have identical types.
7772 Semantics:
7773 """"""""""
7775 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7776 rounded towards zero.
7778 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7779 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7781 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7782 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7783 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7784 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7786 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7787 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7789 Example:
7790 """"""""
7792 .. code-block:: text
7794       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7796 .. _i_fdiv:
7798 '``fdiv``' Instruction
7799 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7801 Syntax:
7802 """""""
7806       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7808 Overview:
7809 """""""""
7811 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7813 Arguments:
7814 """"""""""
7816 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7817 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7818 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7820 Semantics:
7821 """"""""""
7823 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7824 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7825 environment <floatenv>`.
7826 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7827 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7828 unsafe floating-point optimizations:
7830 Example:
7831 """"""""
7833 .. code-block:: text
7835       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7837 '``urem``' Instruction
7838 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7840 Syntax:
7841 """""""
7845       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7847 Overview:
7848 """""""""
7850 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7851 division of its two arguments.
7853 Arguments:
7854 """"""""""
7856 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7857 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7858 arguments must have identical types.
7860 Semantics:
7861 """"""""""
7863 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7864 This instruction always performs an unsigned division to get the
7865 remainder.
7867 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7868 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7870 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7871 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7872 undefined behavior.
7874 Example:
7875 """"""""
7877 .. code-block:: text
7879       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7881 '``srem``' Instruction
7882 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7884 Syntax:
7885 """""""
7889       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7891 Overview:
7892 """""""""
7894 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7895 division of its two operands. This instruction can also take
7896 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7897 must be integers.
7899 Arguments:
7900 """"""""""
7902 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7903 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7904 arguments must have identical types.
7906 Semantics:
7907 """"""""""
7909 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7910 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7911 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7912 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7913 difference, see `The Math
7914 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7915 table of how this is implemented in various languages, please see
7916 `Wikipedia: modulo
7917 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7919 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7920 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7922 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7923 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7924 undefined behavior.
7925 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7926 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7927 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7928 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7929 result of the division and the remainder.)
7931 Example:
7932 """"""""
7934 .. code-block:: text
7936       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7938 .. _i_frem:
7940 '``frem``' Instruction
7941 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7943 Syntax:
7944 """""""
7948       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7950 Overview:
7951 """""""""
7953 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7954 its two operands.
7956 Arguments:
7957 """"""""""
7959 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7960 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7961 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7963 Semantics:
7964 """"""""""
7966 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7967 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7968 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7969 dividend.
7970 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7971 environment <floatenv>`.
7972 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7973 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7974 unsafe floating-point optimizations:
7976 Example:
7977 """"""""
7979 .. code-block:: text
7981       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7983 .. _bitwiseops:
7985 Bitwise Binary Operations
7986 -------------------------
7988 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7989 in a program. They are generally very efficient instructions and can
7990 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
7991 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
7992 single value. The resulting value is the same type as its operands.
7994 '``shl``' Instruction
7995 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7997 Syntax:
7998 """""""
8002       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
8003       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8004       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8005       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8007 Overview:
8008 """""""""
8010 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
8011 a specified number of bits.
8013 Arguments:
8014 """"""""""
8016 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
8017 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8018 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8020 Semantics:
8021 """"""""""
8023 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
8024 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
8025 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
8026 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8027 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
8028 by the corresponding shift amount in ``op2``.
8030 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8031 value if it shifts out any non-zero bits.
8032 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8033 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
8035 Example:
8036 """"""""
8038 .. code-block:: text
8040       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
8041       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
8042       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
8043       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
8044       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
8046 '``lshr``' Instruction
8047 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8049 Syntax:
8050 """""""
8054       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8055       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8057 Overview:
8058 """""""""
8060 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
8061 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
8063 Arguments:
8064 """"""""""
8066 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
8067 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8068 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8070 Semantics:
8071 """"""""""
8073 This instruction always performs a logical shift right operation. The
8074 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
8075 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8076 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8077 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8078 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8080 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
8081 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8083 Example:
8084 """"""""
8086 .. code-block:: text
8088       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8089       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8090       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8091       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
8092       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
8093       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
8095 '``ashr``' Instruction
8096 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8098 Syntax:
8099 """""""
8103       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8104       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8106 Overview:
8107 """""""""
8109 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
8110 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
8111 extension.
8113 Arguments:
8114 """"""""""
8116 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
8117 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8118 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8120 Semantics:
8121 """"""""""
8123 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
8124 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
8125 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8126 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8127 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8128 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8130 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
8131 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8133 Example:
8134 """"""""
8136 .. code-block:: text
8138       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8139       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8140       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8141       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
8142       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
8143       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
8145 '``and``' Instruction
8146 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8148 Syntax:
8149 """""""
8153       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8155 Overview:
8156 """""""""
8158 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
8159 operands.
8161 Arguments:
8162 """"""""""
8164 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8165 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8166 arguments must have identical types.
8168 Semantics:
8169 """"""""""
8171 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8173 +-----+-----+-----+
8174 | In0 | In1 | Out |
8175 +-----+-----+-----+
8176 |   0 |   0 |   0 |
8177 +-----+-----+-----+
8178 |   0 |   1 |   0 |
8179 +-----+-----+-----+
8180 |   1 |   0 |   0 |
8181 +-----+-----+-----+
8182 |   1 |   1 |   1 |
8183 +-----+-----+-----+
8185 Example:
8186 """"""""
8188 .. code-block:: text
8190       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8191       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8192       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8194 '``or``' Instruction
8195 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8197 Syntax:
8198 """""""
8202       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8204 Overview:
8205 """""""""
8207 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8208 two operands.
8210 Arguments:
8211 """"""""""
8213 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8214 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8215 arguments must have identical types.
8217 Semantics:
8218 """"""""""
8220 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8222 +-----+-----+-----+
8223 | In0 | In1 | Out |
8224 +-----+-----+-----+
8225 |   0 |   0 |   0 |
8226 +-----+-----+-----+
8227 |   0 |   1 |   1 |
8228 +-----+-----+-----+
8229 |   1 |   0 |   1 |
8230 +-----+-----+-----+
8231 |   1 |   1 |   1 |
8232 +-----+-----+-----+
8234 Example:
8235 """"""""
8239       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8240       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8241       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8243 '``xor``' Instruction
8244 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8246 Syntax:
8247 """""""
8251       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8253 Overview:
8254 """""""""
8256 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8257 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8258 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8260 Arguments:
8261 """"""""""
8263 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8264 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8265 arguments must have identical types.
8267 Semantics:
8268 """"""""""
8270 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8272 +-----+-----+-----+
8273 | In0 | In1 | Out |
8274 +-----+-----+-----+
8275 |   0 |   0 |   0 |
8276 +-----+-----+-----+
8277 |   0 |   1 |   1 |
8278 +-----+-----+-----+
8279 |   1 |   0 |   1 |
8280 +-----+-----+-----+
8281 |   1 |   1 |   0 |
8282 +-----+-----+-----+
8284 Example:
8285 """"""""
8287 .. code-block:: text
8289       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8290       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8291       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8292       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8294 Vector Operations
8295 -----------------
8297 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8298 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8299 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8300 While LLVM does directly support these vector operations, many
8301 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8302 take full advantage of a specific target.
8304 .. _i_extractelement:
8306 '``extractelement``' Instruction
8307 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8309 Syntax:
8310 """""""
8314       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8315       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8317 Overview:
8318 """""""""
8320 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8321 from a vector at a specified index.
8323 Arguments:
8324 """"""""""
8326 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8327 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8328 the position from which to extract the element. The index may be a
8329 variable of any integer type.
8331 Semantics:
8332 """"""""""
8334 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8335 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8336 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8337 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8338 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8339 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8341 Example:
8342 """"""""
8344 .. code-block:: text
8346       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8348 .. _i_insertelement:
8350 '``insertelement``' Instruction
8351 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8353 Syntax:
8354 """""""
8358       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8359       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8361 Overview:
8362 """""""""
8364 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8365 vector at a specified index.
8367 Arguments:
8368 """"""""""
8370 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8371 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8372 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8373 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8374 index may be a variable of any integer type.
8376 Semantics:
8377 """"""""""
8379 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8380 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8381 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8382 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8383 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8384 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8386 Example:
8387 """"""""
8389 .. code-block:: text
8391       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8393 .. _i_shufflevector:
8395 '``shufflevector``' Instruction
8396 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8398 Syntax:
8399 """""""
8403       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8404       <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>>
8406 Overview:
8407 """""""""
8409 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8410 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8411 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8413 Arguments:
8414 """"""""""
8416 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8417 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8418 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8419 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8420 same as the element type of the first two operands.
8422 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8423 constant integer or undef values.
8425 Semantics:
8426 """"""""""
8428 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8429 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8430 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8431 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8432 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8433 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8434 of the input vectors, the resulting element is undef.
8436 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8437 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8438 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8440 Example:
8441 """"""""
8443 .. code-block:: text
8445       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8446                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8447       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8448                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8449       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8450                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8451       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8452                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8454 Aggregate Operations
8455 --------------------
8457 LLVM supports several instructions for working with
8458 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8460 .. _i_extractvalue:
8462 '``extractvalue``' Instruction
8463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8465 Syntax:
8466 """""""
8470       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8472 Overview:
8473 """""""""
8475 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8476 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8478 Arguments:
8479 """"""""""
8481 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8482 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8483 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8484 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8486 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8488 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8489    omitted and assumed to be zero.
8490 -  At least one index must be specified.
8491 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8493 Semantics:
8494 """"""""""
8496 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8497 the index operands.
8499 Example:
8500 """"""""
8502 .. code-block:: text
8504       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8506 .. _i_insertvalue:
8508 '``insertvalue``' Instruction
8509 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8511 Syntax:
8512 """""""
8516       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8518 Overview:
8519 """""""""
8521 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8522 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8524 Arguments:
8525 """"""""""
8527 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8528 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8529 a first-class value to insert. The following operands are constant
8530 indices indicating the position at which to insert the value in a
8531 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8532 to insert must have the same type as the value identified by the
8533 indices.
8535 Semantics:
8536 """"""""""
8538 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8539 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8540 indices is that of ``elt``.
8542 Example:
8543 """"""""
8545 .. code-block:: llvm
8547       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8548       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8549       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8551 .. _memoryops:
8553 Memory Access and Addressing Operations
8554 ---------------------------------------
8556 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8557 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8558 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8559 memory in LLVM.
8561 .. _i_alloca:
8563 '``alloca``' Instruction
8564 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8566 Syntax:
8567 """""""
8571       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8573 Overview:
8574 """""""""
8576 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8577 currently executing function, to be automatically released when this
8578 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8579 address space for allocas indicated in the datalayout.
8581 Arguments:
8582 """"""""""
8584 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8585 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8586 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8587 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8588 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8589 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8590 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8591 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8592 boundary compatible with the type.
8594 '``type``' may be any sized type.
8596 Semantics:
8597 """"""""""
8599 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8600 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8601 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8602 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8603 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8604 to represent automatic variables that must have an address available. When
8605 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8606 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8607 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8608 which way the stack grows) is not specified.
8610 Example:
8611 """"""""
8613 .. code-block:: llvm
8615       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8616       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8617       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8618       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8620 .. _i_load:
8622 '``load``' Instruction
8623 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8625 Syntax:
8626 """""""
8630       <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>]
8631       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8632       !<index> = !{ i32 1 }
8633       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8634       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8636 Overview:
8637 """""""""
8639 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8641 Arguments:
8642 """"""""""
8644 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8645 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8646 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8647 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8648 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8649 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8651 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8652 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8653 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8654 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8655 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8656 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8657 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8658 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8659 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8660 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8662 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8663 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8664 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8665 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8666 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8667 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8668 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8669 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8670 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8671 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8672 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8673 tools, so should not be accessed if the function has the
8674 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8676 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8677 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8678 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8679 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8680 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8681 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8682 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8684 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8685 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8686 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8687 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8688 referenced by the load contains the same value at all points in the
8689 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8690 otherwise, the behavior is undefined.
8692 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8693  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8694  See ``invariant.group`` metadata :ref:`invariant.group <md_invariant.group>`
8696 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8697 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8698 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8699 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8700 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8701 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8702 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8704 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8705 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8706 entry.
8707 See ``dereferenceable`` metadata :ref:`dereferenceable <md_dereferenceable>`
8709 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8710 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8711 ``i64`` entry.
8712 See ``dereferenceable_or_null`` metadata :ref:`dereferenceable_or_null
8713 <md_dereferenceable_or_null>`
8715 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8716 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8717 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8718 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8719 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8720 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8721 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8722 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8724 Semantics:
8725 """"""""""
8727 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8728 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8729 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8730 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8731 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8732 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8733 written using a store of the same type.
8735 Examples:
8736 """""""""
8738 .. code-block:: llvm
8740       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8741       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8742       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8744 .. _i_store:
8746 '``store``' Instruction
8747 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8749 Syntax:
8750 """""""
8754       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8755       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8757 Overview:
8758 """""""""
8760 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8762 Arguments:
8763 """"""""""
8765 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8766 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8767 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8768 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8769 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8770 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8771 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8772 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8774 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8775 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8776 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8777 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8778 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8779 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8780 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8781 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8782 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8783 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8785 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8786 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8787 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8788 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8789 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8790 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8791 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8792 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8793 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8794 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8795 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8796 races if another thread can access the same address. Introducing a
8797 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8798 even in situations where a data race is known to not exist if the
8799 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8801 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8802 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8803 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8804 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8805 be reused in the cache. The code generator may select special
8806 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8807 x86.
8809 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8810 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8812 Semantics:
8813 """"""""""
8815 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8816 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8817 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8818 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8819 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8820 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8821 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8822 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8824 Example:
8825 """"""""
8827 .. code-block:: llvm
8829       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8830       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8831       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8833 .. _i_fence:
8835 '``fence``' Instruction
8836 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8838 Syntax:
8839 """""""
8843       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8845 Overview:
8846 """""""""
8848 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8849 between operations.
8851 Arguments:
8852 """"""""""
8854 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8855 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8856 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8858 Semantics:
8859 """"""""""
8861 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8862 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8863 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8864 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8865 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8866 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8867 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8868 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8869 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8870 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8871 *happens-before* edge.
8873 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8874 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8875 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8877 A ``fence`` instruction can also take an optional
8878 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8880 Example:
8881 """"""""
8883 .. code-block:: text
8885       fence acquire                                        ; yields void
8886       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8887       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8889 .. _i_cmpxchg:
8891 '``cmpxchg``' Instruction
8892 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8894 Syntax:
8895 """""""
8899       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8901 Overview:
8902 """""""""
8904 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8905 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8906 equal, it tries to store a new value into the memory.
8908 Arguments:
8909 """"""""""
8911 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8912 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8913 address, and a new value to place at that address if the compared values
8914 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8915 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8916 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8917 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8918 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8919 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8920 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8922 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8923 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8924 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8925 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8926 ``release`` or ``acq_rel``.
8928 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8929 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8931 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8932 equal to the size in memory of the operand.
8934 Semantics:
8935 """"""""""
8937 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8938 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8939 written to the location. The original value at the location is returned,
8940 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8942 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8943 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8944 matched.
8946 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8947 if the value loaded equals ``cmp``.
8949 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8950 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8951 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8953 Example:
8954 """"""""
8956 .. code-block:: llvm
8958     entry:
8959       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8960       br label %loop
8962     loop:
8963       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8964       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8965       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8966       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8967       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8968       br i1 %success, label %done, label %loop
8970     done:
8971       ...
8973 .. _i_atomicrmw:
8975 '``atomicrmw``' Instruction
8976 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8978 Syntax:
8979 """""""
8983       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8985 Overview:
8986 """""""""
8988 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
8990 Arguments:
8991 """"""""""
8993 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
8994 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
8995 operation. The operation must be one of the following keywords:
8997 -  xchg
8998 -  add
8999 -  sub
9000 -  and
9001 -  nand
9002 -  or
9003 -  xor
9004 -  max
9005 -  min
9006 -  umax
9007 -  umin
9008 -  fadd
9009 -  fsub
9011 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
9012 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
9013 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
9014 may also be a floating point type with the same size constraints as
9015 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
9016 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
9017 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
9018 allowed to modify the number or order of execution of this
9019 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
9021 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
9022 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
9024 Semantics:
9025 """"""""""
9027 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
9028 operand are atomically read, modified, and written back. The original
9029 value at the location is returned. The modification is specified by the
9030 operation argument:
9032 -  xchg: ``*ptr = val``
9033 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
9034 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
9035 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
9036 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
9037 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
9038 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
9039 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9040 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9041 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9042    comparison)
9043 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9044    comparison)
9045 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
9046 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
9048 Example:
9049 """"""""
9051 .. code-block:: llvm
9053       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
9055 .. _i_getelementptr:
9057 '``getelementptr``' Instruction
9058 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9060 Syntax:
9061 """""""
9065       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9066       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9067       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
9069 Overview:
9070 """""""""
9072 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
9073 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
9074 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
9075 be used to calculate a vector of such addresses.
9077 Arguments:
9078 """"""""""
9080 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
9081 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
9082 base address to start from. The remaining arguments are indices
9083 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
9084 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
9085 into. The first index always indexes the pointer value given as the
9086 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
9087 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
9088 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
9089 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
9090 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
9091 would require loading the pointer before continuing calculation.
9093 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
9094 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
9095 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
9096 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
9097 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
9098 required to be constant. These integers are treated as signed values
9099 where relevant.
9101 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
9102 to LLVM:
9104 .. code-block:: c
9106     struct RT {
9107       char A;
9108       int B[10][20];
9109       char C;
9110     };
9111     struct ST {
9112       int X;
9113       double Y;
9114       struct RT Z;
9115     };
9117     int *foo(struct ST *s) {
9118       return &s[1].Z.B[5][13];
9119     }
9121 The LLVM code generated by Clang is:
9123 .. code-block:: llvm
9125     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
9126     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
9128     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
9129     entry:
9130       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
9131       ret i32* %arrayidx
9132     }
9134 Semantics:
9135 """"""""""
9137 In the example above, the first index is indexing into the
9138 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
9139 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
9140 indexes into the third element of the structure, yielding a
9141 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
9142 structure. The third index indexes into the second element of the
9143 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
9144 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
9145 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
9146 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
9148 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
9149 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
9150 for the given testcase is equivalent to:
9152 .. code-block:: llvm
9154     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9155       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9156       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9157       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9158       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9159       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9160       ret i32* %t5
9161     }
9163 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9164 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9165 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9166 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9167 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9168 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9169 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9170 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9171 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9172 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9173 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9174 of the computations element-wise.
9176 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9177 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9178 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9179 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9180 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9181 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9182 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9183 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9184 information.
9186 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9187 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9188 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9189 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9190 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9191 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9192 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9193 in the case where both operands are in the range of the element selected
9194 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9195 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9196 in constant ``getelementptr`` expressions.
9198 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9199 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9201 Example:
9202 """"""""
9204 .. code-block:: llvm
9206         ; yields [12 x i8]*:aptr
9207         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9208         ; yields i8*:vptr
9209         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9210         ; yields i8*:eptr
9211         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9212         ; yields i32*:iptr
9213         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9215 Vector of pointers:
9216 """""""""""""""""""
9218 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9219 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9220 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9221 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9223 .. code-block:: llvm
9225      ; All arguments are vectors:
9226      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9227      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9229      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9230      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9231      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9233      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9234      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9235      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9237      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9239 The two following instructions are equivalent:
9241 .. code-block:: llvm
9243      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9244        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9245        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9246        <4 x i32> %ind4,
9247        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9249      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9250        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9252 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9253 makes sense:
9255 .. code-block:: c
9257     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9258     double *A, *B; int *C;
9259     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9260       A[i] = B[C[i]];
9261     }
9263 .. code-block:: llvm
9265     ; get pointers for 8 elements from array B
9266     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9267     ; load 8 elements from array B into A
9268     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9269          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9271 Conversion Operations
9272 ---------------------
9274 The instructions in this category are the conversion instructions
9275 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9276 various bit conversions on the operand.
9278 .. _i_trunc:
9280 '``trunc .. to``' Instruction
9281 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9283 Syntax:
9284 """""""
9288       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9290 Overview:
9291 """""""""
9293 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9295 Arguments:
9296 """"""""""
9298 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9299 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9300 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9301 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9302 types are not allowed.
9304 Semantics:
9305 """"""""""
9307 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9308 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9309 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9310 It will always truncate bits.
9312 Example:
9313 """"""""
9315 .. code-block:: llvm
9317       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9318       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9319       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9320       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9322 .. _i_zext:
9324 '``zext .. to``' Instruction
9325 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9327 Syntax:
9328 """""""
9332       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9334 Overview:
9335 """""""""
9337 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9339 Arguments:
9340 """"""""""
9342 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9343 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9344 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9345 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9347 Semantics:
9348 """"""""""
9350 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9351 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9353 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9355 Example:
9356 """"""""
9358 .. code-block:: llvm
9360       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9361       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9362       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9364 .. _i_sext:
9366 '``sext .. to``' Instruction
9367 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9369 Syntax:
9370 """""""
9374       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9376 Overview:
9377 """""""""
9379 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9381 Arguments:
9382 """"""""""
9384 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9385 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9386 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9387 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9389 Semantics:
9390 """"""""""
9392 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9393 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9394 of the type ``ty2``.
9396 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9398 Example:
9399 """"""""
9401 .. code-block:: llvm
9403       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9404       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9405       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9407 '``fptrunc .. to``' Instruction
9408 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9410 Syntax:
9411 """""""
9415       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9417 Overview:
9418 """""""""
9420 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9422 Arguments:
9423 """"""""""
9425 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9426 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9427 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9428 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9430 Semantics:
9431 """"""""""
9433 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9434 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9435 <t_floating>` type.
9436 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9437 environment <floatenv>`.
9439 Example:
9440 """"""""
9442 .. code-block:: llvm
9444       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9445       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9447 '``fpext .. to``' Instruction
9448 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9450 Syntax:
9451 """""""
9455       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9457 Overview:
9458 """""""""
9460 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9461 value.
9463 Arguments:
9464 """"""""""
9466 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9467 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9468 to. The source type must be smaller than the destination type.
9470 Semantics:
9471 """"""""""
9473 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9474 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9475 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9476 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9477 *no-op cast* for a floating-point cast.
9479 Example:
9480 """"""""
9482 .. code-block:: llvm
9484       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9485       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9487 '``fptoui .. to``' Instruction
9488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9490 Syntax:
9491 """""""
9495       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9497 Overview:
9498 """""""""
9500 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9501 integer equivalent of type ``ty2``.
9503 Arguments:
9504 """"""""""
9506 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9507 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9508 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9509 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9510 type with the same number of elements as ``ty``
9512 Semantics:
9513 """"""""""
9515 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9516 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9517 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9518 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9520 Example:
9521 """"""""
9523 .. code-block:: llvm
9525       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9526       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9527       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9529 '``fptosi .. to``' Instruction
9530 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9532 Syntax:
9533 """""""
9537       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9539 Overview:
9540 """""""""
9542 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9543 ``value`` to type ``ty2``.
9545 Arguments:
9546 """"""""""
9548 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9549 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9550 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9551 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9552 type with the same number of elements as ``ty``
9554 Semantics:
9555 """"""""""
9557 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9558 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9559 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9560 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9562 Example:
9563 """"""""
9565 .. code-block:: llvm
9567       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9568       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9569       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9571 '``uitofp .. to``' Instruction
9572 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9574 Syntax:
9575 """""""
9579       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9581 Overview:
9582 """""""""
9584 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9585 and converts that value to the ``ty2`` type.
9587 Arguments:
9588 """"""""""
9590 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9591 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9592 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9593 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9594 type with the same number of elements as ``ty``
9596 Semantics:
9597 """"""""""
9599 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9600 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9601 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9602 the default rounding mode.
9605 Example:
9606 """"""""
9608 .. code-block:: llvm
9610       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9611       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9613 '``sitofp .. to``' Instruction
9614 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9616 Syntax:
9617 """""""
9621       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9623 Overview:
9624 """""""""
9626 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9627 converts that value to the ``ty2`` type.
9629 Arguments:
9630 """"""""""
9632 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9633 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9634 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9635 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9636 type with the same number of elements as ``ty``
9638 Semantics:
9639 """"""""""
9641 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9642 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9643 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9644 mode.
9646 Example:
9647 """"""""
9649 .. code-block:: llvm
9651       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9652       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9654 .. _i_ptrtoint:
9656 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9659 Syntax:
9660 """""""
9664       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9666 Overview:
9667 """""""""
9669 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9670 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9672 Arguments:
9673 """"""""""
9675 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9676 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9677 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9678 a vector of integers type.
9680 Semantics:
9681 """"""""""
9683 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9684 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9685 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9686 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9687 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9688 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9689 change.
9691 Example:
9692 """"""""
9694 .. code-block:: llvm
9696       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9697       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9698       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9700 .. _i_inttoptr:
9702 '``inttoptr .. to``' Instruction
9703 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9705 Syntax:
9706 """""""
9710       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>[, !dereferenceable !<deref_bytes_node>][, !dereferenceable_or_null !<deref_bytes_node]             ; yields ty2
9712 Overview:
9713 """""""""
9715 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9716 pointer type, ``ty2``.
9718 Arguments:
9719 """"""""""
9721 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9722 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9723 type.
9725 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
9726 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
9727 entry.
9728 See ``dereferenceable`` metadata.
9730 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
9731 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
9732 ``i64`` entry.
9733 See ``dereferenceable_or_null`` metadata.
9735 Semantics:
9736 """"""""""
9738 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9739 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9740 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9741 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9742 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9743 nothing is done (*no-op cast*).
9745 Example:
9746 """"""""
9748 .. code-block:: llvm
9750       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9751       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9752       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9753       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9755 .. _i_bitcast:
9757 '``bitcast .. to``' Instruction
9758 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9760 Syntax:
9761 """""""
9765       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9767 Overview:
9768 """""""""
9770 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9771 changing any bits.
9773 Arguments:
9774 """"""""""
9776 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9777 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9778 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9779 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9780 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9781 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9782 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9783 long as they have the same size).
9785 Semantics:
9786 """"""""""
9788 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9789 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9790 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9791 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9792 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9793 pointers) types with the same address space through this instruction.
9794 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9795 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9797 Example:
9798 """"""""
9800 .. code-block:: text
9802       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9803       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9804       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9805       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9807 .. _i_addrspacecast:
9809 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9812 Syntax:
9813 """""""
9817       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9819 Overview:
9820 """""""""
9822 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9823 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9825 Arguments:
9826 """"""""""
9828 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9829 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9830 address space.
9832 Semantics:
9833 """"""""""
9835 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9836 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9837 value modification, depending on the target and the address space
9838 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9839 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9840 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9841 location.
9843 Example:
9844 """"""""
9846 .. code-block:: llvm
9848       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9849       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9850       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9852 .. _otherops:
9854 Other Operations
9855 ----------------
9857 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9858 which defy better classification.
9860 .. _i_icmp:
9862 '``icmp``' Instruction
9863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9865 Syntax:
9866 """""""
9870       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9872 Overview:
9873 """""""""
9875 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9876 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9877 pointer, or pointer vector operands.
9879 Arguments:
9880 """"""""""
9882 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9883 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9884 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9886 #. ``eq``: equal
9887 #. ``ne``: not equal
9888 #. ``ugt``: unsigned greater than
9889 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9890 #. ``ult``: unsigned less than
9891 #. ``ule``: unsigned less or equal
9892 #. ``sgt``: signed greater than
9893 #. ``sge``: signed greater or equal
9894 #. ``slt``: signed less than
9895 #. ``sle``: signed less or equal
9897 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9898 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9899 must also be identical types.
9901 Semantics:
9902 """"""""""
9904 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9905 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9906 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9908 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9909    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9910 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9911    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9912 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9913    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9914 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9915    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9916 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9917    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9918 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9919    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9920 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9921    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9922 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9923    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9924 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9925    if ``op1`` is less than ``op2``.
9926 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9927    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9929 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9930 are compared as if they were integers.
9932 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9933 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9934 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9936 Example:
9937 """"""""
9939 .. code-block:: text
9941       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9942       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9943       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9944       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9945       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9946       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9948 .. _i_fcmp:
9950 '``fcmp``' Instruction
9951 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9953 Syntax:
9954 """""""
9958       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9960 Overview:
9961 """""""""
9963 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9964 values based on comparison of its operands.
9966 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9967 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9969 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9970 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9971 compared.
9973 Arguments:
9974 """"""""""
9976 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9977 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9978 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9980 #. ``false``: no comparison, always returns false
9981 #. ``oeq``: ordered and equal
9982 #. ``ogt``: ordered and greater than
9983 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9984 #. ``olt``: ordered and less than
9985 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9986 #. ``one``: ordered and not equal
9987 #. ``ord``: ordered (no nans)
9988 #. ``ueq``: unordered or equal
9989 #. ``ugt``: unordered or greater than
9990 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
9991 #. ``ult``: unordered or less than
9992 #. ``ule``: unordered or less than or equal
9993 #. ``une``: unordered or not equal
9994 #. ``uno``: unordered (either nans)
9995 #. ``true``: no comparison, always returns true
9997 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
9998 that either operand may be a QNAN.
10000 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
10001 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
10002 They must have identical types.
10004 Semantics:
10005 """"""""""
10007 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
10008 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
10009 vectors are compared element by element. Each comparison performed
10010 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
10012 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
10013 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10014    is equal to ``op2``.
10015 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10016    is greater than ``op2``.
10017 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10018    is greater than or equal to ``op2``.
10019 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10020    is less than ``op2``.
10021 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10022    is less than or equal to ``op2``.
10023 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10024    is not equal to ``op2``.
10025 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
10026 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10027    equal to ``op2``.
10028 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10029    greater than ``op2``.
10030 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10031    greater than or equal to ``op2``.
10032 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10033    less than ``op2``.
10034 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10035    less than or equal to ``op2``.
10036 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10037    not equal to ``op2``.
10038 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
10039 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
10041 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
10042 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10043 otherwise unsafe floating-point optimizations.
10045 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
10046 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
10047 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
10048 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
10050 Example:
10051 """"""""
10053 .. code-block:: text
10055       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
10056       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10057       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10058       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
10060 .. _i_phi:
10062 '``phi``' Instruction
10063 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10065 Syntax:
10066 """""""
10070       <result> = phi [fast-math-flags] <ty> [ <val0>, <label0>], ...
10072 Overview:
10073 """""""""
10075 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
10076 graph representing the function.
10078 Arguments:
10079 """"""""""
10081 The type of the incoming values is specified with the first type field.
10082 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
10083 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
10084 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
10085 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
10086 label arguments.
10088 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
10089 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
10090 block.
10092 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
10093 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
10094 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
10095 instruction's return value on the same edge).
10097 The optional ``fast-math-flags`` marker indicates that the phi has one
10098 or more :ref:`fast-math-flags <fastmath>`. These are optimization hints
10099 to enable otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math-flags
10100 are only valid for phis that return a floating-point scalar or vector
10101 type.
10103 Semantics:
10104 """"""""""
10106 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
10107 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
10108 executed just prior to the current block.
10110 Example:
10111 """"""""
10113 .. code-block:: llvm
10115     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
10116       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
10117       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
10118       br label %Loop
10120 .. _i_select:
10122 '``select``' Instruction
10123 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10125 Syntax:
10126 """""""
10130       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
10132       selty is either i1 or {<N x i1>}
10134 Overview:
10135 """""""""
10137 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
10138 condition, without IR-level branching.
10140 Arguments:
10141 """"""""""
10143 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
10144 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
10145 class <t_firstclass>` type.
10147 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
10148    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
10149    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10150    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
10152 Semantics:
10153 """"""""""
10155 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
10156 the first value argument; otherwise, it returns the second value
10157 argument.
10159 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
10160 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
10162 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
10163 same size, then an entire vector is selected.
10165 Example:
10166 """"""""
10168 .. code-block:: llvm
10170       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10172 .. _i_call:
10174 '``call``' Instruction
10175 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10177 Syntax:
10178 """""""
10182       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10183                  <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10185 Overview:
10186 """""""""
10188 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10190 Arguments:
10191 """"""""""
10193 This instruction requires several arguments:
10195 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10196    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10197    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10198    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10199    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10201    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10202       recursive cycle in the call graph.
10203    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10204       forwarded in place.
10205    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10206       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10207       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10208       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10209       if a void return type is in use.
10211    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10212    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10213    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10214    additional  rules:
10216    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10217      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10218    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10219      produced by the call or void.
10220    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10221      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10222      in address space.
10223    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10224    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10225      returned, and inalloca, must match.
10226    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10227      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10228      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10230    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10231    the following conditions are met:
10233    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
10234    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10235       uses value of call or is void).
10236    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
10237       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
10238    -  `Platform-specific constraints are
10239       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10241 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10242    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10243    call optimization from being performed on the call.
10245 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10246    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10247    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10248    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10250 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10251    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10252    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10253    calling convention of the call must match the calling convention of
10254    the target function, or else the behavior is undefined.
10255 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10256    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10257    are valid here.
10258 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10259    of the called function. If it is not specified, the program address space
10260    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10261 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10262    type of the return value. Functions that return no value are marked
10263    ``void``.
10264 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10265    argument types must match the types implied by this signature. This
10266    type can be omitted if the function is not varargs.
10267 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10268    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10269    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10270    to function value.
10271 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10272    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10273    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10274    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10275    extra arguments can be specified.
10276 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10277 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10279 Semantics:
10280 """"""""""
10282 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10283 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10284 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10285 flow continues with the instruction after the function call, and the
10286 return value of the function is bound to the result argument.
10288 Example:
10289 """"""""
10291 .. code-block:: llvm
10293       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10294       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10295       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10296       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10297       call void %foo(i8 97 signext)
10299       %struct.A = type { i32, i8 }
10300       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10301       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10302       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10303       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10304       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10306 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10307 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10308 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10309 This is something we'd like to change in the future to provide better
10310 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10312 .. _i_va_arg:
10314 '``va_arg``' Instruction
10315 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10317 Syntax:
10318 """""""
10322       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10324 Overview:
10325 """""""""
10327 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10328 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10329 the ``va_arg`` macro in C.
10331 Arguments:
10332 """"""""""
10334 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10335 argument. It returns a value of the specified argument type and
10336 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10337 type of ``va_list`` is target specific.
10339 Semantics:
10340 """"""""""
10342 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10343 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10344 the next argument. For more information, see the variable argument
10345 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10347 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10348 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10349 function.
10351 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10352 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10354 Example:
10355 """"""""
10357 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10359 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10360 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10361 types on any target.
10363 .. _i_landingpad:
10365 '``landingpad``' Instruction
10366 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10368 Syntax:
10369 """""""
10373       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10374       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10376       <clause> := catch <type> <value>
10377       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10379 Overview:
10380 """""""""
10382 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10383 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10384 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10385 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10386 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10387 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10389 Arguments:
10390 """"""""""
10392 The optional
10393 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10395 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10396 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10397 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10398 clause takes an array constant as its argument. Use
10399 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10400 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10401 the ``cleanup`` flag.
10403 Semantics:
10404 """"""""""
10406 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10407 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10408 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10409 calling conventions, how the personality function results are
10410 represented in LLVM IR is target specific.
10412 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10413 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10414 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10415 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10416 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10417 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10418 unwinding continues further up the call stack.
10420 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10422 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10423    of an '``invoke``' instruction.
10424 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10425    first non-PHI instruction.
10426 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10427    pad block.
10428 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10429    '``landingpad``' instruction.
10431 Example:
10432 """"""""
10434 .. code-block:: llvm
10436       ;; A landing pad which can catch an integer.
10437       %res = landingpad { i8*, i32 }
10438                catch i8** @_ZTIi
10439       ;; A landing pad that is a cleanup.
10440       %res = landingpad { i8*, i32 }
10441                cleanup
10442       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10443       %res = landingpad { i8*, i32 }
10444                catch i8** @_ZTIi
10445                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10447 .. _i_catchpad:
10449 '``catchpad``' Instruction
10450 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10452 Syntax:
10453 """""""
10457       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10459 Overview:
10460 """""""""
10462 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10463 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10464 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10465 control to catch an exception.
10467 Arguments:
10468 """"""""""
10470 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10471 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10472 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10473 terminates in a ``catchswitch``.
10475 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10476 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10477 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10478 the exception.
10480 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10481 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10482 pads.
10484 Semantics:
10485 """"""""""
10487 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10488 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10489 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10490 entirely target and personality function-specific.
10492 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10493 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10495 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10496 instructions is described in the
10497 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10499 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10500 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10501 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10502 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10504 Example:
10505 """"""""
10507 .. code-block:: text
10509     dispatch:
10510       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10511       ;; A catch block which can catch an integer.
10512     handler0:
10513       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10515 .. _i_cleanuppad:
10517 '``cleanuppad``' Instruction
10518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10520 Syntax:
10521 """""""
10525       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10527 Overview:
10528 """""""""
10530 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10531 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10532 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10533 transfer control to run cleanup actions.
10534 The ``args`` correspond to whatever additional
10535 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10536 execute the cleanup.
10537 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10538 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10539 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10540 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10541 this operand may be the token ``none``.
10543 Arguments:
10544 """"""""""
10546 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10547 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10549 Semantics:
10550 """"""""""
10552 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10553 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10554 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10555 As with calling conventions, how the personality function results are
10556 represented in LLVM IR is target specific.
10558 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10560 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10561    an exceptional instruction.
10562 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10563    first non-PHI instruction.
10564 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10565    cleanup block.
10566 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10567    '``cleanuppad``' instruction.
10569 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10570 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10571 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10572 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10574 Example:
10575 """"""""
10577 .. code-block:: text
10579       %tok = cleanuppad within %cs []
10581 .. _intrinsics:
10583 Intrinsic Functions
10584 ===================
10586 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10587 have well known names and semantics and are required to follow certain
10588 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10589 for the LLVM language that does not require changing all of the
10590 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10591 reader/writer, the parser, etc...).
10593 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10594 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10595 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10596 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10597 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10598 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10599 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10600 are added that they be documented here.
10602 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10603 represents a family of functions that perform the same operation but on
10604 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10605 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10606 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10607 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10608 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10609 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10610 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10611 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10612 argument or the result.
10614 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10615 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10616 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10617 whose type is matched against another type do not. For example, the
10618 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10619 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10620 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10621 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10622 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10623 type is matched against the return type, it does not require its own
10624 name suffix.
10626 For target developers who are defining intrinsics for back-end code
10627 generation, any intrinsic overloads based solely the distinction between
10628 integer or floating point types should not be relied upon for correct
10629 code generation. In such cases, the recommended approach for target
10630 maintainers when defining intrinsics is to create separate integer and
10631 FP intrinsics rather than rely on overloading. For example, if different
10632 codegen is required for ``llvm.target.foo(<4 x i32>)`` and
10633 ``llvm.target.foo(<4 x float>)`` then these should be split into
10634 different intrinsics.
10636 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10637 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10639 .. _int_varargs:
10641 Variable Argument Handling Intrinsics
10642 -------------------------------------
10644 Variable argument support is defined in LLVM with the
10645 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10646 functions. These functions are related to the similarly named macros
10647 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10649 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10650 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10651 does not define what this type is, so all transformations should be
10652 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10654 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10655 variable argument handling intrinsic functions are used.
10657 .. code-block:: llvm
10659     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10660     ; it is merely an i8*.
10661     %struct.va_list = type { i8* }
10663     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10664     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10666     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10667       ; Initialize variable argument processing
10668       %ap = alloca %struct.va_list
10669       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10670       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10672       ; Read a single integer argument
10673       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10675       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10676       %aq = alloca i8*
10677       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10678       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10679       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10681       ; Stop processing of arguments.
10682       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10683       ret i32 %tmp
10684     }
10686     declare void @llvm.va_start(i8*)
10687     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10688     declare void @llvm.va_end(i8*)
10690 .. _int_va_start:
10692 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10693 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10695 Syntax:
10696 """""""
10700       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10702 Overview:
10703 """""""""
10705 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10706 subsequent use by ``va_arg``.
10708 Arguments:
10709 """"""""""
10711 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10713 Semantics:
10714 """"""""""
10716 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10717 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10718 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10719 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10720 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10721 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10722 that out.
10724 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10725 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10727 Syntax:
10728 """""""
10732       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10734 Overview:
10735 """""""""
10737 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10738 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10740 Arguments:
10741 """"""""""
10743 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10745 Semantics:
10746 """"""""""
10748 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10749 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10750 element to which the argument points. Calls to
10751 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10752 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10753 ``llvm.va_end``.
10755 .. _int_va_copy:
10757 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10758 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10760 Syntax:
10761 """""""
10765       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10767 Overview:
10768 """""""""
10770 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10771 from the source argument list to the destination argument list.
10773 Arguments:
10774 """"""""""
10776 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10777 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10779 Semantics:
10780 """"""""""
10782 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10783 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10784 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10785 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10786 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10788 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10789 --------------------------------------
10791 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10792 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10793 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10794 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10796 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10797 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10798 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10799 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10800 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10801 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10803 Experimental Statepoint Intrinsics
10804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10806 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10807 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10808 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10809 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10810 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10811 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10812 described in :doc:`Statepoints`.
10814 .. _int_gcroot:
10816 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10817 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10819 Syntax:
10820 """""""
10824       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10826 Overview:
10827 """""""""
10829 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10830 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10832 Arguments:
10833 """"""""""
10835 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10836 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10837 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10838 root.
10840 Semantics:
10841 """"""""""
10843 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10844 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10845 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10846 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10847 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10849 .. _int_gcread:
10851 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10852 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10854 Syntax:
10855 """""""
10859       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10861 Overview:
10862 """""""""
10864 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10865 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10866 barriers.
10868 Arguments:
10869 """"""""""
10871 The second argument is the address to read from, which should be an
10872 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10873 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10874 runtime (otherwise null).
10876 Semantics:
10877 """"""""""
10879 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10880 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10881 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10882 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10883 algorithm <gc>`.
10885 .. _int_gcwrite:
10887 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10888 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10890 Syntax:
10891 """""""
10895       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10897 Overview:
10898 """""""""
10900 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10901 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10902 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10904 Arguments:
10905 """"""""""
10907 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10908 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10909 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10910 object, Obj may be null.
10912 Semantics:
10913 """"""""""
10915 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10916 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10917 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10918 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10919 algorithm <gc>`.
10921 Code Generator Intrinsics
10922 -------------------------
10924 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10925 may only be implemented with code generator support.
10927 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10928 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10930 Syntax:
10931 """""""
10935       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10937 Overview:
10938 """""""""
10940 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10941 target-specific value indicating the return address of the current
10942 function or one of its callers.
10944 Arguments:
10945 """"""""""
10947 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10948 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10949 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10950 value.
10952 Semantics:
10953 """"""""""
10955 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10956 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10957 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10958 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10959 used for debugging purposes.
10961 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10962 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10963 of the obvious source-language caller.
10965 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10966 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10968 Syntax:
10969 """""""
10973       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10975 Overview:
10976 """""""""
10978 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10979 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10980 current function is stored.
10982 Semantics:
10983 """"""""""
10985 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10986 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10987 of the obvious source-language caller.
10989 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
10991 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
10992 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10994 Syntax:
10995 """""""
10999       declare i8* @llvm.sponentry()
11001 Overview:
11002 """""""""
11004 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
11005 the entry of the current function calling this intrinsic.
11007 Semantics:
11008 """"""""""
11010 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
11012 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
11013 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11015 Syntax:
11016 """""""
11020       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
11022 Overview:
11023 """""""""
11025 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
11026 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
11028 Arguments:
11029 """"""""""
11031 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
11032 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
11033 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
11034 value.
11036 Semantics:
11037 """"""""""
11039 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
11040 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
11041 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
11042 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
11043 used for debugging purposes.
11045 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
11046 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
11047 of the obvious source-language caller.
11049 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
11050 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11052 Syntax:
11053 """""""
11057       declare void @llvm.localescape(...)
11058       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
11060 Overview:
11061 """""""""
11063 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
11064 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
11065 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
11066 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
11068 Arguments:
11069 """"""""""
11071 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
11072 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
11073 once, and it can only do so from the entry block.
11075 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
11076 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
11077 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
11078 other modules.
11080 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
11081 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
11082 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
11083 pointer in platform-specific ways.
11085 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
11086 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
11088 Semantics:
11089 """"""""""
11091 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
11092 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
11093 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
11094 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
11095 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
11096 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
11097 '``llvm.localrecover``'.
11099 .. _int_read_register:
11100 .. _int_write_register:
11102 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
11103 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11105 Syntax:
11106 """""""
11110       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
11111       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
11112       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
11113       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
11114       !0 = !{!"sp\00"}
11116 Overview:
11117 """""""""
11119 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
11120 provides access to the named register. The register must be valid on
11121 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
11122 with the register being read.
11124 Semantics:
11125 """"""""""
11127 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
11128 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
11129 the current value of the register, where possible.
11131 This is useful to implement named register global variables that need
11132 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
11133 bare-metal programs including OS kernels.
11135 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
11136 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
11137 allocatable registers are not supported.
11139 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
11140 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
11141 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
11142 registers.
11144 .. _int_stacksave:
11146 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
11147 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11149 Syntax:
11150 """""""
11154       declare i8* @llvm.stacksave()
11156 Overview:
11157 """""""""
11159 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
11160 of the function stack, for use with
11161 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
11162 implementing language features like scoped automatic variable sized
11163 arrays in C99.
11165 Semantics:
11166 """"""""""
11168 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
11169 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
11170 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
11171 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
11172 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
11173 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
11174 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
11176 .. _int_stackrestore:
11178 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11179 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11181 Syntax:
11182 """""""
11186       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11188 Overview:
11189 """""""""
11191 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11192 the function stack to the state it was in when the corresponding
11193 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11194 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11195 sized arrays in C99.
11197 Semantics:
11198 """"""""""
11200 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11202 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11204 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11207 Syntax:
11208 """""""
11212       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11213       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11215 Overview:
11216 """""""""
11218       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11219       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11220       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11221       intendend for use in combination with
11222       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11223       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11224       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11226 Semantics:
11227 """"""""""
11229       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11230       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11231       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11232       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11233       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11234       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11235       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11237       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11238       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11239       compile-time-known constant value.
11241       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11242       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11244 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11247 Syntax:
11248 """""""
11252       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11254 Overview:
11255 """""""""
11257 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11258 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11259 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11260 its performance characteristics.
11262 Arguments:
11263 """"""""""
11265 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11266 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11267 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11268 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11269 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11270 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11271 arguments must be constant integers.
11273 Semantics:
11274 """"""""""
11276 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11277 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11278 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11279 the processor cache for better performance.
11281 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11282 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11284 Syntax:
11285 """""""
11289       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11291 Overview:
11292 """""""""
11294 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11295 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11296 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11297 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11298 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11299 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11300 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11301 allow correlations of simulation runs.
11303 Arguments:
11304 """"""""""
11306 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11308 Semantics:
11309 """"""""""
11311 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11312 that do not support this intrinsic may ignore it.
11314 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11315 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11317 Syntax:
11318 """""""
11322       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11324 Overview:
11325 """""""""
11327 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11328 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11329 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11330 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11331 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11332 timings.
11334 Semantics:
11335 """"""""""
11337 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11338 memory. Implementations are allowed to either return a application
11339 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11340 is lowered to a constant 0.
11342 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11343 running at and the host platform.
11345 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11346 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11348 Syntax:
11349 """""""
11353       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11355 Overview:
11356 """""""""
11358 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11359 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11360 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11361 flushes the instruction cache.
11363 Semantics:
11364 """"""""""
11366 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11367 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11368 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11369 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11370 privileges.
11372 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11373 time library.
11375 This intrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11376 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11378 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11379 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11381 Syntax:
11382 """""""
11386       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11387                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11389 Overview:
11390 """""""""
11392 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11393 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11394 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11395 program at runtime.
11397 Arguments:
11398 """"""""""
11400 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11401 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11402 (mangled) function name for a set of counters.
11404 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11405 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11406 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11407 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11408 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11410 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11411 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11413 Semantics:
11414 """"""""""
11416 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11417 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11418 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11419 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11420 the ``llvm-profdata`` tool.
11422 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11423 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11425 Syntax:
11426 """""""
11430       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11431                                                   i32 <num-counters>,
11432                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11434 Overview:
11435 """""""""
11437 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11438 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11439 argument to specify the step of the increment.
11441 Arguments:
11442 """"""""""
11443 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11444 intrinsic.
11446 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11448 Semantics:
11449 """"""""""
11450 See description of '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic.
11453 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11454 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11456 Syntax:
11457 """""""
11461       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11462                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11463                                                  i32 <index>)
11465 Overview:
11466 """""""""
11468 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11469 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11470 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11471 instrumented expressions take in a program at runtime.
11473 Arguments:
11474 """"""""""
11476 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11477 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11478 (mangled) function name for a set of counters.
11480 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11481 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11482 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11483 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11485 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11486 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11487 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11488 supported value profiling kinds are enumerated through the
11489 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11490 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11491 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11493 Semantics:
11494 """"""""""
11496 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11497 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11498 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11499 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11500 runtime library with proper arguments.
11502 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11505 Syntax:
11506 """""""
11510       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11512 Overview:
11513 """""""""
11515 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11516 pointer.
11518 Semantics:
11519 """"""""""
11521 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11522 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11523 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11524 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11525 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11526 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11527 this intrinsic.
11529 Standard C Library Intrinsics
11530 -----------------------------
11532 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11533 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11534 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11535 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11537 .. _int_memcpy:
11539 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11542 Syntax:
11543 """""""
11545 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11546 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11547 support all bit widths however.
11551       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11552                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11553       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11554                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11556 Overview:
11557 """""""""
11559 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11560 source location to the destination location.
11562 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11563 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11564 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11566 Arguments:
11567 """"""""""
11569 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11570 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11571 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11572 boolean indicating a volatile access.
11574 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11575 for the first and second arguments.
11577 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11578 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11579 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11581 Semantics:
11582 """"""""""
11584 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11585 source location to the destination location, which are not allowed to
11586 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11587 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11588 the argument.
11590 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11591 be appropriately aligned.
11593 .. _int_memmove:
11595 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11596 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11598 Syntax:
11599 """""""
11601 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11602 bit width and for different address space. Not all targets support all
11603 bit widths however.
11607       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11608                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11609       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11610                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11612 Overview:
11613 """""""""
11615 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11616 source location to the destination location. It is similar to the
11617 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11618 overlap.
11620 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11621 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11622 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11624 Arguments:
11625 """"""""""
11627 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11628 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11629 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11630 boolean indicating a volatile access.
11632 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11633 for the first and second arguments.
11635 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11636 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11637 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11639 Semantics:
11640 """"""""""
11642 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11643 source location to the destination location, which may overlap. It
11644 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11645 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11646 the argument.
11648 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11649 be appropriately aligned.
11651 .. _int_memset:
11653 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11654 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11656 Syntax:
11657 """""""
11659 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11660 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11661 support all bit widths.
11665       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11666                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11667       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11668                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11670 Overview:
11671 """""""""
11673 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11674 particular byte value.
11676 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11677 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11678 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11680 Arguments:
11681 """"""""""
11683 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11684 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11685 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11686 is a boolean indicating a volatile access.
11688 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11689 for the first arguments.
11691 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11692 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11693 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11695 Semantics:
11696 """"""""""
11698 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11699 at the destination location. If the argument is known to be
11700 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11701 the argument.
11703 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11704 be appropriately aligned.
11706 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11707 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11709 Syntax:
11710 """""""
11712 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11713 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11714 all types however.
11718       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11719       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11720       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11721       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11722       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11724 Overview:
11725 """""""""
11727 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11729 Arguments:
11730 """"""""""
11732 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11734 Semantics:
11735 """"""""""
11737 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11738 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11739 matches a conforming libm implementation.
11741 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11742 using a less accurate calculation.
11744 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11745 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11747 Syntax:
11748 """""""
11750 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11751 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11752 all types however.
11756       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11757       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11758       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11759       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11760       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11762 Overview:
11763 """""""""
11765 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11766 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11767 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11768 used, the second argument remains a scalar integer value.
11770 Arguments:
11771 """"""""""
11773 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11774 raise to that power.
11776 Semantics:
11777 """"""""""
11779 This function returns the first value raised to the second power with an
11780 unspecified sequence of rounding operations.
11782 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11783 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11785 Syntax:
11786 """""""
11788 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11789 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11790 all types however.
11794       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11795       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11796       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11797       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11798       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11800 Overview:
11801 """""""""
11803 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11805 Arguments:
11806 """"""""""
11808 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11810 Semantics:
11811 """"""""""
11813 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11814 trapping or setting ``errno``.
11816 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11817 using a less accurate calculation.
11819 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11820 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11822 Syntax:
11823 """""""
11825 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11826 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11827 all types however.
11831       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11832       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11833       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11834       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11835       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11837 Overview:
11838 """""""""
11840 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11842 Arguments:
11843 """"""""""
11845 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11847 Semantics:
11848 """"""""""
11850 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11851 trapping or setting ``errno``.
11853 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11854 using a less accurate calculation.
11856 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11857 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11859 Syntax:
11860 """""""
11862 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11863 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11864 all types however.
11868       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11869       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11870       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11871       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11872       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11874 Overview:
11875 """""""""
11877 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11878 specified (positive or negative) power.
11880 Arguments:
11881 """"""""""
11883 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11885 Semantics:
11886 """"""""""
11888 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11889 trapping or setting ``errno``.
11891 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11892 using a less accurate calculation.
11894 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11895 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11897 Syntax:
11898 """""""
11900 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11901 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11902 all types however.
11906       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11907       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11908       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11909       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11910       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11912 Overview:
11913 """""""""
11915 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11916 value.
11918 Arguments:
11919 """"""""""
11921 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11923 Semantics:
11924 """"""""""
11926 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11927 trapping or setting ``errno``.
11929 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11930 using a less accurate calculation.
11932 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11933 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11935 Syntax:
11936 """""""
11938 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11939 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11940 all types however.
11944       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11945       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11946       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11947       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11948       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11950 Overview:
11951 """""""""
11953 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11954 specified value.
11956 Arguments:
11957 """"""""""
11959 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11961 Semantics:
11962 """"""""""
11964 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11965 trapping or setting ``errno``.
11967 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11968 using a less accurate calculation.
11970 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11971 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11973 Syntax:
11974 """""""
11976 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11977 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11978 all types however.
11982       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11983       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11984       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11985       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11986       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11988 Overview:
11989 """""""""
11991 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
11992 value.
11994 Arguments:
11995 """"""""""
11997 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11999 Semantics:
12000 """"""""""
12002 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
12003 trapping or setting ``errno``.
12005 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12006 using a less accurate calculation.
12008 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
12009 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12011 Syntax:
12012 """""""
12014 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
12015 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12016 all types however.
12020       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
12021       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
12022       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
12023       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
12024       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12026 Overview:
12027 """""""""
12029 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
12030 specified value.
12032 Arguments:
12033 """"""""""
12035 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12037 Semantics:
12038 """"""""""
12040 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
12041 trapping or setting ``errno``.
12043 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12044 using a less accurate calculation.
12046 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
12047 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12049 Syntax:
12050 """""""
12052 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
12053 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12054 all types however.
12058       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
12059       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
12060       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
12061       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
12062       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12064 Overview:
12065 """""""""
12067 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
12068 value.
12070 Arguments:
12071 """"""""""
12073 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12075 Semantics:
12076 """"""""""
12078 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
12079 trapping or setting ``errno``.
12081 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12082 using a less accurate calculation.
12084 .. _int_fma:
12086 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
12087 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12089 Syntax:
12090 """""""
12092 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
12093 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12094 all types however.
12098       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
12099       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
12100       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
12101       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
12102       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
12104 Overview:
12105 """""""""
12107 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
12109 Arguments:
12110 """"""""""
12112 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
12114 Semantics:
12115 """"""""""
12117 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
12118 trapping or setting ``errno``.
12120 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12121 using a less accurate calculation.
12123 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
12124 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12126 Syntax:
12127 """""""
12129 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
12130 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12131 all types however.
12135       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
12136       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
12137       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
12138       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
12139       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
12141 Overview:
12142 """""""""
12144 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
12145 operand.
12147 Arguments:
12148 """"""""""
12150 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12151 type.
12153 Semantics:
12154 """"""""""
12156 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
12157 would, and handles error conditions in the same way.
12159 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
12160 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12162 Syntax:
12163 """""""
12165 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
12166 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12167 all types however.
12171       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
12172       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12173       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12174       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12175       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12177 Overview:
12178 """""""""
12180 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12181 arguments.
12184 Arguments:
12185 """"""""""
12187 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12188 type.
12190 Semantics:
12191 """"""""""
12193 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12194 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12196 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12197 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12198 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12199 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12200 return either -0.0 or 0.0.
12202 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12203 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12204 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12205 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12206 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12207 ``llvm.canonicalize``).
12210 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12211 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12213 Syntax:
12214 """""""
12216 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12217 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12218 all types however.
12222       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12223       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12224       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12225       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12226       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12228 Overview:
12229 """""""""
12231 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12232 arguments.
12235 Arguments:
12236 """"""""""
12238 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12239 type.
12241 Semantics:
12242 """"""""""
12243 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12244 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12246 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12247 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12248 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12249 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12250 return either -0.0 or 0.0.
12252 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12253 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12254 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12255 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12256 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12257 ``llvm.canonicalize``).
12259 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12260 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12262 Syntax:
12263 """""""
12265 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12266 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12267 all types however.
12271       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12272       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12273       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12274       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12275       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12277 Overview:
12278 """""""""
12280 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12281 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12284 Arguments:
12285 """"""""""
12287 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12288 type.
12290 Semantics:
12291 """"""""""
12292 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12293 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12294 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12295 IEEE 754-2018.
12297 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12298 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12300 Syntax:
12301 """""""
12303 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12304 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12305 all types however.
12309       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12310       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12311       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12312       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12313       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12315 Overview:
12316 """""""""
12318 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12319 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12322 Arguments:
12323 """"""""""
12325 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12326 type.
12328 Semantics:
12329 """"""""""
12330 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12331 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12332 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12333 IEEE 754-2018.
12335 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12336 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12338 Syntax:
12339 """""""
12341 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12342 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12343 all types however.
12347       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12348       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12349       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12350       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12351       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12353 Overview:
12354 """""""""
12356 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12357 first operand and the sign of the second operand.
12359 Arguments:
12360 """"""""""
12362 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12363 type.
12365 Semantics:
12366 """"""""""
12368 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12369 functions would, and handles error conditions in the same way.
12371 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12372 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12374 Syntax:
12375 """""""
12377 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12378 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12379 all types however.
12383       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12384       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12385       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12386       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12387       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12389 Overview:
12390 """""""""
12392 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12394 Arguments:
12395 """"""""""
12397 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12398 type.
12400 Semantics:
12401 """"""""""
12403 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12404 would, and handles error conditions in the same way.
12406 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12407 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12409 Syntax:
12410 """""""
12412 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12413 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12414 all types however.
12418       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12419       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12420       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12421       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12422       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12424 Overview:
12425 """""""""
12427 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12429 Arguments:
12430 """"""""""
12432 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12433 type.
12435 Semantics:
12436 """"""""""
12438 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12439 would, and handles error conditions in the same way.
12441 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12442 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12444 Syntax:
12445 """""""
12447 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12448 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12449 all types however.
12453       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12454       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12455       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12456       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12457       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12459 Overview:
12460 """""""""
12462 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12463 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12465 Arguments:
12466 """"""""""
12468 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12469 type.
12471 Semantics:
12472 """"""""""
12474 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12475 would, and handles error conditions in the same way.
12477 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12480 Syntax:
12481 """""""
12483 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12484 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12485 all types however.
12489       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12490       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12491       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12492       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12493       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12495 Overview:
12496 """""""""
12498 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12499 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12500 operand isn't an integer.
12502 Arguments:
12503 """"""""""
12505 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12506 type.
12508 Semantics:
12509 """"""""""
12511 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12512 would, and handles error conditions in the same way.
12514 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12515 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12517 Syntax:
12518 """""""
12520 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12521 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12522 all types however.
12526       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12527       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12528       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12529       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12530       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12532 Overview:
12533 """""""""
12535 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12536 nearest integer.
12538 Arguments:
12539 """"""""""
12541 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12542 type.
12544 Semantics:
12545 """"""""""
12547 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12548 functions would, and handles error conditions in the same way.
12550 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12551 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12553 Syntax:
12554 """""""
12556 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12557 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12558 all types however.
12562       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12563       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12564       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12565       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12566       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12568 Overview:
12569 """""""""
12571 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12572 nearest integer.
12574 Arguments:
12575 """"""""""
12577 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12578 type.
12580 Semantics:
12581 """"""""""
12583 This function returns the same values as the libm ``round``
12584 functions would, and handles error conditions in the same way.
12586 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12587 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12589 Syntax:
12590 """""""
12592 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12593 floating-point type. Not all targets support all types however.
12597       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12598       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12599       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12600       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12601       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12603       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12604       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12605       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12606       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12607       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12609 Overview:
12610 """""""""
12612 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12613 nearest integer.
12615 Arguments:
12616 """"""""""
12618 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12620 Semantics:
12621 """"""""""
12623 This function returns the same values as the libm ``lround``
12624 functions would, but without setting errno.
12626 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12627 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12629 Syntax:
12630 """""""
12632 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12633 floating-point type. Not all targets support all types however.
12637       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12638       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12639       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12640       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12641       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12643 Overview:
12644 """""""""
12646 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12647 nearest integer.
12649 Arguments:
12650 """"""""""
12652 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12654 Semantics:
12655 """"""""""
12657 This function returns the same values as the libm ``llround``
12658 functions would, but without setting errno.
12660 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12661 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12663 Syntax:
12664 """""""
12666 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12667 floating-point type. Not all targets support all types however.
12671       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12672       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12673       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12674       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12675       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12677       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12678       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12679       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12680       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12681       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12683 Overview:
12684 """""""""
12686 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12687 nearest integer.
12689 Arguments:
12690 """"""""""
12692 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12694 Semantics:
12695 """"""""""
12697 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12698 functions would, but without setting errno.
12700 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12701 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12703 Syntax:
12704 """""""
12706 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12707 floating-point type. Not all targets support all types however.
12711       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12712       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12713       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12714       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12715       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12717 Overview:
12718 """""""""
12720 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12721 nearest integer.
12723 Arguments:
12724 """"""""""
12726 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12728 Semantics:
12729 """"""""""
12731 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12732 functions would, but without setting errno.
12734 Bit Manipulation Intrinsics
12735 ---------------------------
12737 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12738 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12740 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12741 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12743 Syntax:
12744 """""""
12746 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12747 integer type.
12751       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12752       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12753       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12754       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12756 Overview:
12757 """""""""
12759 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12760 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12761 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12763 Semantics:
12764 """"""""""
12766 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12767 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12768 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12769 basis and the element order is not affected.
12771 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12772 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12774 Syntax:
12775 """""""
12777 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12778 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12782       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12783       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12784       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12785       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12787 Overview:
12788 """""""""
12790 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12791 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12792 multiple of 16 bits).
12794 Semantics:
12795 """"""""""
12797 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12798 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12799 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12800 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12801 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12802 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12803 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12804 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12805 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12807 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12808 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12810 Syntax:
12811 """""""
12813 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12814 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12815 support all bit widths or vector types, however.
12819       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12820       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12821       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12822       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12823       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12824       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12826 Overview:
12827 """""""""
12829 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12830 in a value.
12832 Arguments:
12833 """"""""""
12835 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12836 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12837 match the argument type.
12839 Semantics:
12840 """"""""""
12842 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12843 each element of a vector.
12845 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12846 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12848 Syntax:
12849 """""""
12851 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12852 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12853 targets support all bit widths or vector types, however.
12857       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12858       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12859       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12860       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12861       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12862       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12864 Overview:
12865 """""""""
12867 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12868 leading zeros in a variable.
12870 Arguments:
12871 """"""""""
12873 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12874 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12875 type must match the first argument type.
12877 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12878 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12879 defined result. Historically some architectures did not provide a
12880 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12881 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12883 Semantics:
12884 """"""""""
12886 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12887 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12888 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12889 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12890 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12892 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12893 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12895 Syntax:
12896 """""""
12898 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12899 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12900 support all bit widths or vector types, however.
12904       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12905       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12906       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12907       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12908       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12909       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12911 Overview:
12912 """""""""
12914 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12915 trailing zeros.
12917 Arguments:
12918 """"""""""
12920 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12921 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12922 type must match the first argument type.
12924 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12925 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12926 defined result. Historically some architectures did not provide a
12927 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12928 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12930 Semantics:
12931 """"""""""
12933 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12934 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12935 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12936 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12937 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12939 .. _int_overflow:
12941 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12942 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12944 Syntax:
12945 """""""
12947 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12948 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12949 support all bit widths or vector types, however.
12953       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12954       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12955       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12957 Overview:
12958 """""""""
12960 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12961 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12962 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12963 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12964 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12965 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12966 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12967 modulo the element size of the arguments.
12969 Arguments:
12970 """"""""""
12972 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12973 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12974 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12975 have the same type.
12977 Example:
12978 """"""""
12980 .. code-block:: text
12982       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12983       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12984       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12985       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12987 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12988 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12990 Syntax:
12991 """""""
12993 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
12994 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12995 support all bit widths or vector types, however.
12999       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
13000       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
13001       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
13003 Overview:
13004 """""""""
13006 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
13007 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
13008 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
13009 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
13010 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
13011 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
13012 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
13013 modulo the element size of the arguments.
13015 Arguments:
13016 """"""""""
13018 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
13019 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
13020 vector with integer element type. All arguments and the return value must
13021 have the same type.
13023 Example:
13024 """"""""
13026 .. code-block:: text
13028       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
13029       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
13030       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
13031       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
13033 Arithmetic with Overflow Intrinsics
13034 -----------------------------------
13036 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
13038 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
13039 element of this struct contains the result of the corresponding
13040 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
13041 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
13042 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
13043 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
13044 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
13046 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
13047 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
13048 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
13049 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
13050 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
13051 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
13052 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
13054 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
13055 values.
13057 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13058 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13060 Syntax:
13061 """""""
13063 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
13064 on any integer bit width or vectors of integers.
13068       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13069       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13070       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13071       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13073 Overview:
13074 """""""""
13076 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13077 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
13078 occurred during the signed summation.
13080 Arguments:
13081 """"""""""
13083 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13084 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13085 bit width. The second element of the result structure must be of type
13086 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13087 addition.
13089 Semantics:
13090 """"""""""
13092 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13093 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
13094 first element of which is the signed summation, and the second element
13095 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
13096 overflow.
13098 Examples:
13099 """""""""
13101 .. code-block:: llvm
13103       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13104       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13105       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13106       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13108 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13109 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13111 Syntax:
13112 """""""
13114 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
13115 on any integer bit width or vectors of integers.
13119       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13120       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13121       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13122       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13124 Overview:
13125 """""""""
13127 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13128 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
13129 occurred during the unsigned summation.
13131 Arguments:
13132 """"""""""
13134 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13135 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13136 bit width. The second element of the result structure must be of type
13137 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13138 addition.
13140 Semantics:
13141 """"""""""
13143 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13144 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
13145 first element of which is the sum, and the second element of which is a
13146 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
13148 Examples:
13149 """""""""
13151 .. code-block:: llvm
13153       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13154       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13155       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13156       br i1 %obit, label %carry, label %normal
13158 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
13159 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13161 Syntax:
13162 """""""
13164 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
13165 on any integer bit width or vectors of integers.
13169       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13170       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13171       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13172       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13174 Overview:
13175 """""""""
13177 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13178 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13179 overflow occurred during the signed subtraction.
13181 Arguments:
13182 """"""""""
13184 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13185 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13186 bit width. The second element of the result structure must be of type
13187 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13188 subtraction.
13190 Semantics:
13191 """"""""""
13193 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13194 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13195 first element of which is the subtraction, and the second element of
13196 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13197 overflow.
13199 Examples:
13200 """""""""
13202 .. code-block:: llvm
13204       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13205       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13206       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13207       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13209 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13210 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13212 Syntax:
13213 """""""
13215 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13216 on any integer bit width or vectors of integers.
13220       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13221       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13222       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13223       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13225 Overview:
13226 """""""""
13228 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13229 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13230 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13232 Arguments:
13233 """"""""""
13235 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13236 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13237 bit width. The second element of the result structure must be of type
13238 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13239 subtraction.
13241 Semantics:
13242 """"""""""
13244 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13245 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13246 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13247 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13248 overflow.
13250 Examples:
13251 """""""""
13253 .. code-block:: llvm
13255       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13256       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13257       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13258       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13260 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13261 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13263 Syntax:
13264 """""""
13266 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13267 on any integer bit width or vectors of integers.
13271       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13272       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13273       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13274       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13276 Overview:
13277 """""""""
13279 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13280 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13281 overflow occurred during the signed multiplication.
13283 Arguments:
13284 """"""""""
13286 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13287 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13288 bit width. The second element of the result structure must be of type
13289 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13290 multiplication.
13292 Semantics:
13293 """"""""""
13295 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13296 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13297 the first element of which is the multiplication, and the second element
13298 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13299 overflow.
13301 Examples:
13302 """""""""
13304 .. code-block:: llvm
13306       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13307       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13308       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13309       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13311 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13314 Syntax:
13315 """""""
13317 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13318 on any integer bit width or vectors of integers.
13322       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13323       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13324       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13325       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13327 Overview:
13328 """""""""
13330 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13331 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13332 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13334 Arguments:
13335 """"""""""
13337 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13338 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13339 bit width. The second element of the result structure must be of type
13340 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13341 multiplication.
13343 Semantics:
13344 """"""""""
13346 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13347 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13348 the first element of which is the multiplication, and the second
13349 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13350 resulted in an overflow.
13352 Examples:
13353 """""""""
13355 .. code-block:: llvm
13357       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13358       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13359       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13360       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13362 Saturation Arithmetic Intrinsics
13363 ---------------------------------
13365 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13366 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13367 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13368 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13369 minimum.
13372 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13373 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13375 Syntax
13376 """""""
13378 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13379 on any integer bit width or vectors of integers.
13383       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13384       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13385       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13386       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13388 Overview
13389 """""""""
13391 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13392 saturation addition on the 2 arguments.
13394 Arguments
13395 """"""""""
13397 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13398 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13399 values that will undergo signed addition.
13401 Semantics:
13402 """"""""""
13404 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13405 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13406 smallest signed value representable by this bit width.
13409 Examples
13410 """""""""
13412 .. code-block:: llvm
13414       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13415       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13416       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13417       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13420 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13421 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13423 Syntax
13424 """""""
13426 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13427 on any integer bit width or vectors of integers.
13431       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13432       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13433       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13434       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13436 Overview
13437 """""""""
13439 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13440 saturation addition on the 2 arguments.
13442 Arguments
13443 """"""""""
13445 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13446 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13447 values that will undergo unsigned addition.
13449 Semantics:
13450 """"""""""
13452 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13453 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13454 operation, the result will never saturate towards zero.
13457 Examples
13458 """""""""
13460 .. code-block:: llvm
13462       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13463       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13464       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13467 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13468 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13470 Syntax
13471 """""""
13473 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13474 on any integer bit width or vectors of integers.
13478       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13479       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13480       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13481       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13483 Overview
13484 """""""""
13486 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13487 saturation subtraction on the 2 arguments.
13489 Arguments
13490 """"""""""
13492 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13493 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13494 values that will undergo signed subtraction.
13496 Semantics:
13497 """"""""""
13499 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13500 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13501 smallest signed value representable by this bit width.
13504 Examples
13505 """""""""
13507 .. code-block:: llvm
13509       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13510       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13511       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13512       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13515 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13516 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13518 Syntax
13519 """""""
13521 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13522 on any integer bit width or vectors of integers.
13526       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13527       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13528       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13529       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13531 Overview
13532 """""""""
13534 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13535 saturation subtraction on the 2 arguments.
13537 Arguments
13538 """"""""""
13540 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13541 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13542 values that will undergo unsigned subtraction.
13544 Semantics:
13545 """"""""""
13547 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13548 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13549 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13550 the largest possible value representable by this bit width.
13553 Examples
13554 """""""""
13556 .. code-block:: llvm
13558       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13559       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13562 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13563 ---------------------------------
13565 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13566 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13567 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13568 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13569 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13570 of the same scale, specified as the third argument.
13572 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13573 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13574 multplication can be represented as
13577         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13579         ; Expands to
13580         %a2 = sext i4 %a to i8
13581         %b2 = sext i4 %b to i8
13582         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13583         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13584         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13585         %result = trunc i8 %r to i4
13587 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13588 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13589 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13590 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13591 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13592 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13593 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13594 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13595 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13596 be less than 1/2^(scale).
13599 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13600 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13602 Syntax
13603 """""""
13605 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13606 on any integer bit width or vectors of integers.
13610       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13611       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13612       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13613       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13615 Overview
13616 """""""""
13618 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13619 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13621 Arguments
13622 """"""""""
13624 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13625 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13626 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13627 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13628 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13629 integer.
13631 Semantics:
13632 """"""""""
13634 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13635 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13636 in the third argument.
13638 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13639 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13640 direction is unspecified.
13642 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13643 the fixed point type.
13646 Examples
13647 """""""""
13649 .. code-block:: llvm
13651       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13652       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13653       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13655       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13656       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13659 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13660 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13662 Syntax
13663 """""""
13665 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13666 on any integer bit width or vectors of integers.
13670       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13671       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13672       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13673       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13675 Overview
13676 """""""""
13678 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13679 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13681 Arguments
13682 """"""""""
13684 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13685 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13686 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13687 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13688 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13689 integer.
13691 Semantics:
13692 """"""""""
13694 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13695 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13696 in the third argument.
13698 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13699 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13700 direction is unspecified.
13702 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13703 the fixed point type.
13706 Examples
13707 """""""""
13709 .. code-block:: llvm
13711       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13712       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13714       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13715       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13718 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13719 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13721 Syntax
13722 """""""
13724 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13725 on any integer bit width or vectors of integers.
13729       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13730       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13731       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13732       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13734 Overview
13735 """""""""
13737 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13738 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13740 Arguments
13741 """"""""""
13743 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13744 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13745 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13746 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13747 integer.
13749 Semantics:
13750 """"""""""
13752 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13753 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13754 in the third argument.
13756 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13757 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13758 direction is unspecified.
13760 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13761 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13762 smallest signed value representable by this bit width.
13765 Examples
13766 """""""""
13768 .. code-block:: llvm
13770       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13771       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13772       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13774       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13775       %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)
13777       ; Saturation
13778       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13779       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 4, i32 2)  ; %res = 7
13780       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 5, i32 2)  ; %res = -8
13781       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 1)  ; %res = 7
13783       ; Scale can affect the saturation result
13784       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13785       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13788 '``llvm.umul.fix.sat.*``' Intrinsics
13789 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13791 Syntax
13792 """""""
13794 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix.sat``
13795 on any integer bit width or vectors of integers.
13799       declare i16 @llvm.umul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13800       declare i32 @llvm.umul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13801       declare i64 @llvm.umul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13802       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13804 Overview
13805 """""""""
13807 The '``llvm.umul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13808 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13810 Arguments
13811 """"""""""
13813 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13814 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13815 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13816 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13817 integer.
13819 Semantics:
13820 """"""""""
13822 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13823 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13824 in the third argument.
13826 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13827 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13828 direction is unspecified.
13830 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13831 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13832 smallest unsigned value representable by this bit width (zero).
13835 Examples
13836 """""""""
13838 .. code-block:: llvm
13840       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13841       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13843       ; The result in the following could be rounded down to 2 or up to 2.5
13844       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 3, i32 1)  ; %res = 4 (or 5) (1.5 x 1.5 = 2.25)
13846       ; Saturation
13847       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 2, i32 0)  ; %res = 15 (8 x 2 -> clamped to 15)
13848       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 8, i32 2)  ; %res = 15 (2 x 2 -> clamped to 3.75)
13850       ; Scale can affect the saturation result
13851       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13852       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13855 Specialised Arithmetic Intrinsics
13856 ---------------------------------
13858 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13859 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13861 Syntax:
13862 """""""
13866       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13867       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13869 Overview:
13870 """""""""
13872 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13873 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13874 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13875 defined by IEEE-754-2008 to be:
13879       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13880       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13881       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13883 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13884 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13885 according to section 6.2.
13887 Examples of non-canonical encodings:
13889 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13890   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13891 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13892   encodings.
13893 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13894   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13895   a zero of the same sign by this operation.
13897 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13898 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13899 quiet NaN result.
13901 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13902 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13903 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13904 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13906 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13908 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13909 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13910   to ``(x == y)``
13912 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13913 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13915 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13916 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13917 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13918 usual methods.
13920 The canonicalization operation may be optimized away if:
13922 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13923   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13924 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13925   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13927 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13928 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13930 Syntax:
13931 """""""
13935       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13936       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13938 Overview:
13939 """""""""
13941 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13942 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13943 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13944 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13945 and add instructions.
13947 Arguments:
13948 """"""""""
13950 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13951 multiplicands, a and b, and an addend c.
13953 Semantics:
13954 """"""""""
13956 The expression:
13960       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13962 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
13963 not be performed between the multiplication and addition steps if the
13964 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
13965 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required, the
13966 corresponding :ref:`llvm.fma <int_fma>` intrinsic function should be used
13967 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13969 Examples:
13970 """""""""
13972 .. code-block:: llvm
13974       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13977 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13978 ----------------------------------------
13980 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13981 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13982 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13983 scalar result of the same element type.
13986 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13987 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13989 Syntax:
13990 """""""
13994       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %a)
13995       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %a)
13997 Overview:
13998 """""""""
14000 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
14001 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14002 the element-type of the vector input.
14004 Arguments:
14005 """"""""""
14006 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14008 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' Intrinsic
14009 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14011 Syntax:
14012 """""""
14016       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14017       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14019 Overview:
14020 """""""""
14022 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
14023 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14024 matches the element-type of the vector input.
14026 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14027 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14028 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14029 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14032 Arguments:
14033 """"""""""
14034 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14035 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14036 The second argument must be a vector of floating-point values.
14038 Examples:
14039 """""""""
14043       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float 0.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14044       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14047 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
14048 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14050 Syntax:
14051 """""""
14055       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %a)
14056       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v2i64(<2 x i64> %a)
14058 Overview:
14059 """""""""
14061 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
14062 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14063 the element-type of the vector input.
14065 Arguments:
14066 """"""""""
14067 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14069 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' Intrinsic
14070 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14072 Syntax:
14073 """""""
14077       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14078       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14080 Overview:
14081 """""""""
14083 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
14084 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14085 matches the element-type of the vector input.
14087 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14088 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14089 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14090 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14093 Arguments:
14094 """"""""""
14095 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14096 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14097 The second argument must be a vector of floating-point values.
14099 Examples:
14100 """""""""
14104       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float 1.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14105       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14107 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
14108 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14110 Syntax:
14111 """""""
14115       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.v4i32(<4 x i32> %a)
14117 Overview:
14118 """""""""
14120 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
14121 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14122 the element-type of the vector input.
14124 Arguments:
14125 """"""""""
14126 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14128 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
14129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14131 Syntax:
14132 """""""
14136       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.v4i32(<4 x i32> %a)
14138 Overview:
14139 """""""""
14141 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
14142 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
14143 element-type of the vector input.
14145 Arguments:
14146 """"""""""
14147 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14149 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
14150 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14152 Syntax:
14153 """""""
14157       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %a)
14159 Overview:
14160 """""""""
14162 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
14163 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14164 the element-type of the vector input.
14166 Arguments:
14167 """"""""""
14168 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14170 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
14171 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14173 Syntax:
14174 """""""
14178       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %a)
14180 Overview:
14181 """""""""
14183 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
14184 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14185 matches the element-type of the vector input.
14187 Arguments:
14188 """"""""""
14189 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14191 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
14192 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14194 Syntax:
14195 """""""
14199       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.v4i32(<4 x i32> %a)
14201 Overview:
14202 """""""""
14204 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
14205 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14206 matches the element-type of the vector input.
14208 Arguments:
14209 """"""""""
14210 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14212 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
14213 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14215 Syntax:
14216 """""""
14220       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.v4i32(<4 x i32> %a)
14222 Overview:
14223 """""""""
14225 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
14226 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14227 return type matches the element-type of the vector input.
14229 Arguments:
14230 """"""""""
14231 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14233 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
14234 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14236 Syntax:
14237 """""""
14241       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.v4i32(<4 x i32> %a)
14243 Overview:
14244 """""""""
14246 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14247 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14248 return type matches the element-type of the vector input.
14250 Arguments:
14251 """"""""""
14252 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14254 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14255 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14257 Syntax:
14258 """""""
14262       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v4f32(<4 x float> %a)
14263       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v2f64(<2 x double> %a)
14265 Overview:
14266 """""""""
14268 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14269 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14270 matches the element-type of the vector input.
14272 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14273 assume that NaNs are not present in the input vector.
14275 Arguments:
14276 """"""""""
14277 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14279 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14280 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14282 Syntax:
14283 """""""
14287       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v4f32(<4 x float> %a)
14288       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v2f64(<2 x double> %a)
14290 Overview:
14291 """""""""
14293 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14294 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14295 matches the element-type of the vector input.
14297 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14298 assume that NaNs are not present in the input vector.
14300 Arguments:
14301 """"""""""
14302 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14304 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14305 ----------------------------------------
14307 For most target platforms, half precision floating-point is a
14308 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14309 but does not support computation in the format.
14311 This means that code must first load the half-precision floating-point
14312 value as an i16, then convert it to float with
14313 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14314 then be performed on the float value (including extending to double
14315 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14316 if needed, then converted to i16 with
14317 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14318 i16 value.
14320 .. _int_convert_to_fp16:
14322 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14323 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14325 Syntax:
14326 """""""
14330       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14331       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14333 Overview:
14334 """""""""
14336 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14337 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14339 Arguments:
14340 """"""""""
14342 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14343 converted.
14345 Semantics:
14346 """"""""""
14348 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14349 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14350 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14352 Examples:
14353 """""""""
14355 .. code-block:: llvm
14357       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14358       store i16 %res, i16* @x, align 2
14360 .. _int_convert_from_fp16:
14362 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14363 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14365 Syntax:
14366 """""""
14370       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14371       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14373 Overview:
14374 """""""""
14376 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14377 conversion from half precision floating-point format to single precision
14378 floating-point format.
14380 Arguments:
14381 """"""""""
14383 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14384 converted.
14386 Semantics:
14387 """"""""""
14389 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14390 conversion from half single precision floating-point format to single
14391 precision floating-point format. The input half-float value is
14392 represented by an ``i16`` value.
14394 Examples:
14395 """""""""
14397 .. code-block:: llvm
14399       %a = load i16, i16* @x, align 2
14400       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14402 .. _dbg_intrinsics:
14404 Debugger Intrinsics
14405 -------------------
14407 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14408 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14409 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14410 document.
14412 Exception Handling Intrinsics
14413 -----------------------------
14415 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14416 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14417 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14419 .. _int_trampoline:
14421 Trampoline Intrinsics
14422 ---------------------
14424 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14425 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14426 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14427 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14428 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14429 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14430 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14431 extension.
14433 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14434 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14435 It can be created as follows:
14437 .. code-block:: llvm
14439       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14440       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14441       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14442       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14443       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14445 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14446 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14448 .. _int_it:
14450 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14451 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14453 Syntax:
14454 """""""
14458       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14460 Overview:
14461 """""""""
14463 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14464 turning it into a trampoline.
14466 Arguments:
14467 """"""""""
14469 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14470 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14471 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14472 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14473 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14474 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14475 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14476 bitcast to an ``i8*``.
14478 Semantics:
14479 """"""""""
14481 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14482 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14483 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14484 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14485 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14486 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14487 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14488 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14489 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14490 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14491 modified, then the effect of any later call to the returned function
14492 pointer is undefined.
14494 .. _int_at:
14496 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14497 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14499 Syntax:
14500 """""""
14504       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14506 Overview:
14507 """""""""
14509 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14510 a trampoline (passed as ``tramp``).
14512 Arguments:
14513 """"""""""
14515 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14516 code filled in by a previous call to
14517 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14519 Semantics:
14520 """"""""""
14522 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14523 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14524 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14525 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14526 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14528 .. _int_mload_mstore:
14530 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14531 ---------------------------------------
14533 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.
14535 .. _int_mload:
14537 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14538 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14540 Syntax:
14541 """""""
14542 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14546       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14547       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14548       ;; The data is a vector of pointers to double
14549       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14550       ;; The data is a vector of function pointers
14551       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>)
14553 Overview:
14554 """""""""
14556 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.
14559 Arguments:
14560 """"""""""
14562 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.
14565 Semantics:
14566 """"""""""
14568 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.
14569 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.
14574        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14576        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14577        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14578        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14580 .. _int_mstore:
14582 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14583 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14585 Syntax:
14586 """""""
14587 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14591        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14592        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14593        ;; The data is a vector of pointers to double
14594        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14595        ;; The data is a vector of function pointers
14596        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14598 Overview:
14599 """""""""
14601 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.
14603 Arguments:
14604 """"""""""
14606 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.
14609 Semantics:
14610 """"""""""
14612 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.
14613 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.
14617        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14619        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14620        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14621        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14622        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14625 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14626 -------------------------------------------
14628 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.
14630 .. _int_mgather:
14632 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14633 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14635 Syntax:
14636 """""""
14637 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.
14641       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14642       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>)
14643       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14645 Overview:
14646 """""""""
14648 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.
14651 Arguments:
14652 """"""""""
14654 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.
14657 Semantics:
14658 """"""""""
14660 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.
14661 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.
14666        %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)
14668        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14669        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14670        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14671        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14672        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14674        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14675        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14676        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14677        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14679        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14680        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14681        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14682        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14684 .. _int_mscatter:
14686 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14687 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14689 Syntax:
14690 """""""
14691 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.
14695        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14696        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14697        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14699 Overview:
14700 """""""""
14702 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.
14704 Arguments:
14705 """"""""""
14707 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.
14710 Semantics:
14711 """"""""""
14713 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.
14717        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14718        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14720        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14721        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14722        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14723        ..
14724        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14725        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14726        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14727        ..
14728        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14729        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14730        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14731        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14732        ..
14733        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14736 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14737 -------------------------------------------------------------
14739 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>`.
14741 .. _int_expandload:
14743 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14744 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14746 Syntax:
14747 """""""
14748 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.
14752       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14753       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14755 Overview:
14756 """""""""
14758 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.
14761 Arguments:
14762 """"""""""
14764 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.
14766 Semantics:
14767 """"""""""
14769 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:
14771 .. code-block:: c
14773     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14774     double *A, B; int *C;
14775     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14776       if (C[i] != 0)
14777         A[i] = B[j++];
14778     }
14781 .. code-block:: llvm
14783     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14784     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14785     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14786     ; Store the result in A
14787     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14789     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14790     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14791     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14792     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14793     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14796 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14797 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14799 .. _int_compressstore:
14801 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14802 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14804 Syntax:
14805 """""""
14806 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.
14810       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14811       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14813 Overview:
14814 """""""""
14816 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.
14818 Arguments:
14819 """"""""""
14821 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.
14824 Semantics:
14825 """"""""""
14827 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:
14829 .. code-block:: c
14831     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14832     double *A, B; int *C;
14833     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14834       if (C[i] != 0)
14835         B[j++] = A[i]
14836     }
14839 .. code-block:: llvm
14841     ; Load elements from A.
14842     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14843     ; Store all selected elements consecutively in array B
14844     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14846     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14847     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14848     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14849     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14850     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14853 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14856 Memory Use Markers
14857 ------------------
14859 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14860 memory objects and ranges where variables are immutable.
14862 .. _int_lifestart:
14864 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14865 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14867 Syntax:
14868 """""""
14872       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14874 Overview:
14875 """""""""
14877 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14878 object's lifetime.
14880 Arguments:
14881 """"""""""
14883 The first argument is a constant integer representing the size of the
14884 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14885 to the object.
14887 Semantics:
14888 """"""""""
14890 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14891 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14892 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14893 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14895 .. _int_lifeend:
14897 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14898 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14900 Syntax:
14901 """""""
14905       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14907 Overview:
14908 """""""""
14910 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14911 object's lifetime.
14913 Arguments:
14914 """"""""""
14916 The first argument is a constant integer representing the size of the
14917 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14918 to the object.
14920 Semantics:
14921 """"""""""
14923 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14924 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14925 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14926 object following this intrinsic may be removed as dead.
14928 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14929 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14931 Syntax:
14932 """""""
14933 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14937       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14939 Overview:
14940 """""""""
14942 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14943 a memory object will not change.
14945 Arguments:
14946 """"""""""
14948 The first argument is a constant integer representing the size of the
14949 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14950 to the object.
14952 Semantics:
14953 """"""""""
14955 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14956 the return value, the referenced memory location is constant and
14957 unchanging.
14959 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14960 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14962 Syntax:
14963 """""""
14964 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14968       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14970 Overview:
14971 """""""""
14973 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14974 memory object are mutable.
14976 Arguments:
14977 """"""""""
14979 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14980 The second argument is a constant integer representing the size of the
14981 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14982 pointer to the object.
14984 Semantics:
14985 """"""""""
14987 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
14989 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
14990 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14992 Syntax:
14993 """""""
14994 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14995 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14996 argument.
15000       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15002 Overview:
15003 """""""""
15005 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15006 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
15007 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
15008 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
15009 future.
15012 Arguments:
15013 """"""""""
15015 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15016 to the memory.
15018 Semantics:
15019 """"""""""
15021 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
15022 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
15023 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
15025 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
15026 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15028 Syntax:
15029 """""""
15030 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
15031 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
15032 argument.
15036       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15038 Overview:
15039 """""""""
15041 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15042 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
15043 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
15044 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
15047 Arguments:
15048 """"""""""
15050 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15051 to the memory.
15053 Semantics:
15054 """"""""""
15056 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
15057 ``invariant.group`` metadata.
15058 It does not read any memory and can be speculated.
15062 .. _constrainedfp:
15064 Constrained Floating-Point Intrinsics
15065 -------------------------------------
15067 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
15068 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
15069 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
15070 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
15071 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
15072 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
15073 optimize FP code when the default behavior is used.
15075 If any FP operation in a function is constrained then they all must be
15076 constrained. This is required for correct LLVM IR. Optimizations that
15077 move code around can create miscompiles if mixing of constrained and normal
15078 operations is done. The correct way to mix constrained and less constrained
15079 operations is to use the rounding mode and exception handling metadata to
15080 mark constrained intrinsics as having LLVM's default behavior.
15082 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation. The
15083 data arguments and the return value are the same as the corresponding FP
15084 operation.
15086 The rounding mode argument is a metadata string specifying what 
15087 assumptions, if any, the optimizer can make when transforming constant 
15088 values. Some constrained FP intrinsics omit this argument. If required 
15089 by the intrinsic, this argument must be one of the following strings:
15093       "round.dynamic"
15094       "round.tonearest"
15095       "round.downward"
15096       "round.upward"
15097       "round.towardzero"
15099 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
15100 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
15101 depend on rounding mode may be performed in this case.
15103 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
15104 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
15105 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
15106 with the specified rounding mode.
15108 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
15109 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
15110 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
15111 transformation is legal for all other rounding modes.
15113 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
15114 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
15115 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
15116 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
15117 runtime results in undefined behavior.
15119 The exception behavior argument is a metadata string describing the floating
15120 point exception semantics that required for the intrinsic. This argument
15121 must be one of the following strings:
15125       "fpexcept.ignore"
15126       "fpexcept.maytrap"
15127       "fpexcept.strict"
15129 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
15130 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
15131 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
15132 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
15133 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
15134 other possible values of this argument.
15136 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
15137 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
15138 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
15139 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
15140 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
15141 folding.
15143 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
15144 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
15145 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
15146 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
15147 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
15148 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
15149 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
15150 unmasks FP exceptions.
15152 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
15153 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
15154 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
15155 time.
15158 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
15159 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15161 Syntax:
15162 """""""
15166       declare <type>
15167       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
15168                                           metadata <rounding mode>,
15169                                           metadata <exception behavior>)
15171 Overview:
15172 """""""""
15174 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
15175 two operands.
15178 Arguments:
15179 """"""""""
15181 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
15182 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15183 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15185 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15186 behavior as described above.
15188 Semantics:
15189 """"""""""
15191 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
15192 the same type as the operands.
15195 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
15196 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15198 Syntax:
15199 """""""
15203       declare <type>
15204       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
15205                                           metadata <rounding mode>,
15206                                           metadata <exception behavior>)
15208 Overview:
15209 """""""""
15211 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
15212 of its two operands.
15215 Arguments:
15216 """"""""""
15218 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
15219 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15220 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15222 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15223 behavior as described above.
15225 Semantics:
15226 """"""""""
15228 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
15229 and has the same type as the operands.
15232 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
15233 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15235 Syntax:
15236 """""""
15240       declare <type>
15241       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
15242                                           metadata <rounding mode>,
15243                                           metadata <exception behavior>)
15245 Overview:
15246 """""""""
15248 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
15249 its two operands.
15252 Arguments:
15253 """"""""""
15255 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15256 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15257 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15259 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15260 behavior as described above.
15262 Semantics:
15263 """"""""""
15265 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15266 has the same type as the operands.
15269 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15272 Syntax:
15273 """""""
15277       declare <type>
15278       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15279                                           metadata <rounding mode>,
15280                                           metadata <exception behavior>)
15282 Overview:
15283 """""""""
15285 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15286 its two operands.
15289 Arguments:
15290 """"""""""
15292 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15293 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15294 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15296 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15297 behavior as described above.
15299 Semantics:
15300 """"""""""
15302 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15303 has the same type as the operands.
15306 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15307 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15309 Syntax:
15310 """""""
15314       declare <type>
15315       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15316                                           metadata <rounding mode>,
15317                                           metadata <exception behavior>)
15319 Overview:
15320 """""""""
15322 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15323 from the division of its two operands.
15326 Arguments:
15327 """"""""""
15329 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15330 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15331 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15333 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15334 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15335 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15336 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15338 Semantics:
15339 """"""""""
15341 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15342 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15343 same sign as the dividend.
15345 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15346 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15348 Syntax:
15349 """""""
15353       declare <type>
15354       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15355                                           metadata <rounding mode>,
15356                                           metadata <exception behavior>)
15358 Overview:
15359 """""""""
15361 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15362 fused-multiply-add operation on its operands.
15364 Arguments:
15365 """"""""""
15367 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15368 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15369 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15371 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15372 as described above.
15374 Semantics:
15375 """"""""""
15377 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15378 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15379 precision.
15381 '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' Intrinsic
15382 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15384 Syntax:
15385 """""""
15389       declare <ty2>
15390       @llvm.experimental.constrained.fptoui(<type> <value>,
15391                                           metadata <exception behavior>)
15393 Overview:
15394 """""""""
15396 The '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' intrinsic converts a 
15397 floating-point ``value`` to its unsigned integer equivalent of type ``ty2``.
15399 Arguments:
15400 """"""""""
15402 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptoui``'
15403 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15404 <t_vector>` of floating point values.
15406 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15408 Semantics:
15409 """"""""""
15411 The result produced is an unsigned integer converted from the floating
15412 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15414 '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' Intrinsic
15415 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15417 Syntax:
15418 """""""
15422       declare <ty2>
15423       @llvm.experimental.constrained.fptosi(<type> <value>,
15424                                           metadata <exception behavior>)
15426 Overview:
15427 """""""""
15429 The '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' intrinsic converts 
15430 :ref:`floating-point <t_floating>` ``value`` to type ``ty2``.
15432 Arguments:
15433 """"""""""
15435 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptosi``'
15436 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15437 <t_vector>` of floating point values. 
15439 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15441 Semantics:
15442 """"""""""
15444 The result produced is a signed integer converted from the floating
15445 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15447 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15448 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15450 Syntax:
15451 """""""
15455       declare <ty2>
15456       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15457                                           metadata <rounding mode>,
15458                                           metadata <exception behavior>)
15460 Overview:
15461 """""""""
15463 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15464 to type ``ty2``.
15466 Arguments:
15467 """"""""""
15469 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15470 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15471 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15472 than the result.
15474 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15475 behavior as described above.
15477 Semantics:
15478 """"""""""
15480 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15481 than the operand.
15483 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15484 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15486 Syntax:
15487 """""""
15491       declare <ty2>
15492       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15493                                           metadata <exception behavior>)
15495 Overview:
15496 """""""""
15498 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15499 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15501 Arguments:
15502 """"""""""
15504 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15505 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15506 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15507 than the result.
15509 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15511 Semantics:
15512 """"""""""
15514 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15515 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15516 apply to this intrinsic.
15518 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15519 --------------------------------------
15521 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15522 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15523 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15524 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15525 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15527 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15528 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15529 They do not change the runtime floating-point environment.
15532 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15533 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15535 Syntax:
15536 """""""
15540       declare <type>
15541       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15542                                           metadata <rounding mode>,
15543                                           metadata <exception behavior>)
15545 Overview:
15546 """""""""
15548 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15549 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15550 functions would, but without setting ``errno``.
15552 Arguments:
15553 """"""""""
15555 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15556 type.
15558 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15559 behavior as described above.
15561 Semantics:
15562 """"""""""
15564 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15565 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15566 and the return value is architecture specific.
15569 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15570 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15572 Syntax:
15573 """""""
15577       declare <type>
15578       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15579                                          metadata <rounding mode>,
15580                                          metadata <exception behavior>)
15582 Overview:
15583 """""""""
15585 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15586 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15588 Arguments:
15589 """"""""""
15591 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15592 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15593 should be raised.
15595 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15596 behavior as described above.
15598 Semantics:
15599 """"""""""
15601 This function returns the first value raised to the second power,
15602 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15603 handles error conditions in the same way.
15606 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15607 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15609 Syntax:
15610 """""""
15614       declare <type>
15615       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15616                                           metadata <rounding mode>,
15617                                           metadata <exception behavior>)
15619 Overview:
15620 """""""""
15622 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15623 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15624 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15625 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15628 Arguments:
15629 """"""""""
15631 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15632 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15633 which the first argument should be raised.
15635 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15636 behavior as described above.
15638 Semantics:
15639 """"""""""
15641 This function returns the first value raised to the second power with an
15642 unspecified sequence of rounding operations.
15645 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15646 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15648 Syntax:
15649 """""""
15653       declare <type>
15654       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15655                                          metadata <rounding mode>,
15656                                          metadata <exception behavior>)
15658 Overview:
15659 """""""""
15661 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15662 first operand.
15664 Arguments:
15665 """"""""""
15667 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15668 type.
15670 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15671 behavior as described above.
15673 Semantics:
15674 """"""""""
15676 This function returns the sine of the specified operand, returning the
15677 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15678 conditions in the same way.
15681 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15682 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15684 Syntax:
15685 """""""
15689       declare <type>
15690       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15691                                          metadata <rounding mode>,
15692                                          metadata <exception behavior>)
15694 Overview:
15695 """""""""
15697 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15698 first operand.
15700 Arguments:
15701 """"""""""
15703 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15704 type.
15706 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15707 behavior as described above.
15709 Semantics:
15710 """"""""""
15712 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15713 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15714 conditions in the same way.
15717 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15718 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15720 Syntax:
15721 """""""
15725       declare <type>
15726       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15727                                          metadata <rounding mode>,
15728                                          metadata <exception behavior>)
15730 Overview:
15731 """""""""
15733 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15734 exponential of the specified value.
15736 Arguments:
15737 """"""""""
15739 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15740 type.
15742 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15743 behavior as described above.
15745 Semantics:
15746 """"""""""
15748 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15749 would, and handles error conditions in the same way.
15752 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15753 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15755 Syntax:
15756 """""""
15760       declare <type>
15761       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15762                                           metadata <rounding mode>,
15763                                           metadata <exception behavior>)
15765 Overview:
15766 """""""""
15768 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15769 exponential of the specified value.
15772 Arguments:
15773 """"""""""
15775 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15776 type.
15778 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15779 behavior as described above.
15781 Semantics:
15782 """"""""""
15784 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15785 would, and handles error conditions in the same way.
15788 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15789 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15791 Syntax:
15792 """""""
15796       declare <type>
15797       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15798                                          metadata <rounding mode>,
15799                                          metadata <exception behavior>)
15801 Overview:
15802 """""""""
15804 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15805 logarithm of the specified value.
15807 Arguments:
15808 """"""""""
15810 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15811 type.
15813 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15814 behavior as described above.
15817 Semantics:
15818 """"""""""
15820 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15821 would, and handles error conditions in the same way.
15824 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15825 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15827 Syntax:
15828 """""""
15832       declare <type>
15833       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15834                                            metadata <rounding mode>,
15835                                            metadata <exception behavior>)
15837 Overview:
15838 """""""""
15840 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15841 logarithm of the specified value.
15843 Arguments:
15844 """"""""""
15846 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15847 type.
15849 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15850 behavior as described above.
15852 Semantics:
15853 """"""""""
15855 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15856 would, and handles error conditions in the same way.
15859 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15860 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15862 Syntax:
15863 """""""
15867       declare <type>
15868       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15869                                           metadata <rounding mode>,
15870                                           metadata <exception behavior>)
15872 Overview:
15873 """""""""
15875 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15876 logarithm of the specified value.
15878 Arguments:
15879 """"""""""
15881 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15882 type.
15884 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15885 behavior as described above.
15887 Semantics:
15888 """"""""""
15890 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15891 would, and handles error conditions in the same way.
15894 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15895 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15897 Syntax:
15898 """""""
15902       declare <type>
15903       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15904                                           metadata <rounding mode>,
15905                                           metadata <exception behavior>)
15907 Overview:
15908 """""""""
15910 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15911 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15912 exception if the operand is not an integer.
15914 Arguments:
15915 """"""""""
15917 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15918 type.
15920 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15921 behavior as described above.
15923 Semantics:
15924 """"""""""
15926 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15927 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15928 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15929 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15930 mode argument is only intended as information to the compiler.
15933 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
15934 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15936 Syntax:
15937 """""""
15941       declare <type>
15942       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
15943                                                metadata <rounding mode>,
15944                                                metadata <exception behavior>)
15946 Overview:
15947 """""""""
15949 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
15950 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
15951 floating-point exception if the operand is not an integer.
15954 Arguments:
15955 """"""""""
15957 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15958 type.
15960 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15961 behavior as described above.
15963 Semantics:
15964 """"""""""
15966 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
15967 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15968 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15969 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15970 mode argument is only intended as information to the compiler.
15973 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
15974 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15976 Syntax:
15977 """""""
15981       declare <type>
15982       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15983                                             metadata <rounding mode>,
15984                                             metadata <exception behavior>)
15986 Overview:
15987 """""""""
15989 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
15990 of the two arguments.
15992 Arguments:
15993 """"""""""
15995 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15996 of the same type.
15998 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15999 behavior as described above.
16001 Semantics:
16002 """"""""""
16004 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
16005 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16006 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16007 mode argument is only intended as information to the compiler.
16010 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
16011 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16013 Syntax:
16014 """""""
16018       declare <type>
16019       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
16020                                             metadata <rounding mode>,
16021                                             metadata <exception behavior>)
16023 Overview:
16024 """""""""
16026 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
16027 of the two arguments.
16029 Arguments:
16030 """"""""""
16032 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
16033 of the same type.
16035 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
16036 behavior as described above.
16038 Semantics:
16039 """"""""""
16041 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
16042 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16043 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16044 mode argument is only intended as information to the compiler.
16047 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
16048 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16050 Syntax:
16051 """""""
16055       declare <type>
16056       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
16057                                           metadata <rounding mode>,
16058                                           metadata <exception behavior>)
16060 Overview:
16061 """""""""
16063 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
16064 first operand.
16066 Arguments:
16067 """"""""""
16069 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16070 type.
16072 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16073 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16074 intrinsic.
16076 Semantics:
16077 """"""""""
16079 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
16080 would and handles error conditions in the same way.
16083 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
16084 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16086 Syntax:
16087 """""""
16091       declare <type>
16092       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
16093                                            metadata <rounding mode>,
16094                                            metadata <exception behavior>)
16096 Overview:
16097 """""""""
16099 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
16100 first operand.
16102 Arguments:
16103 """"""""""
16105 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16106 type.
16108 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16109 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16110 intrinsic.
16112 Semantics:
16113 """"""""""
16115 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
16116 would and handles error conditions in the same way.
16119 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
16120 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16122 Syntax:
16123 """""""
16127       declare <type>
16128       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
16129                                            metadata <rounding mode>,
16130                                            metadata <exception behavior>)
16132 Overview:
16133 """""""""
16135 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
16136 operand rounded to the nearest integer.
16138 Arguments:
16139 """"""""""
16141 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16142 type.
16144 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16145 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16146 intrinsic.
16148 Semantics:
16149 """"""""""
16151 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
16152 would and handles error conditions in the same way.
16155 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
16156 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16158 Syntax:
16159 """""""
16163       declare <type>
16164       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
16165                                            metadata <truncing mode>,
16166                                            metadata <exception behavior>)
16168 Overview:
16169 """""""""
16171 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
16172 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
16173 operand.
16175 Arguments:
16176 """"""""""
16178 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16179 type.
16181 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
16182 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
16183 intrinsic.
16185 Semantics:
16186 """"""""""
16188 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
16189 would and handles error conditions in the same way.
16192 General Intrinsics
16193 ------------------
16195 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
16196 purpose.
16198 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
16199 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16201 Syntax:
16202 """""""
16206       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16208 Overview:
16209 """""""""
16211 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
16213 Arguments:
16214 """"""""""
16216 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
16217 global string, the third is a pointer to a global string which is the
16218 source file name, and the last argument is the line number.
16220 Semantics:
16221 """"""""""
16223 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
16224 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
16225 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
16226 ignored by code generation and optimization.
16228 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
16229 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16231 Syntax:
16232 """""""
16234 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
16235 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
16236 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
16237 '``0``'.
16241       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16242       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16243       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16244       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16245       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16247 Overview:
16248 """""""""
16250 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
16252 Arguments:
16253 """"""""""
16255 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
16256 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
16257 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
16258 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
16260 Semantics:
16261 """"""""""
16263 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
16264 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
16265 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
16266 generation and optimization.
16268 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
16269 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16271 Syntax:
16272 """""""
16274 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
16275 any integer bit width.
16279       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16280       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16281       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16282       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16283       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16285 Overview:
16286 """""""""
16288 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
16290 Arguments:
16291 """"""""""
16293 The first argument is an integer value (result of some expression), the
16294 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
16295 global string which is the source file name, and the last argument is
16296 the line number. It returns the value of the first argument.
16298 Semantics:
16299 """"""""""
16301 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
16302 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
16303 optimizations that want to look for these annotations. These have no
16304 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
16306 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
16307 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16309 Syntax:
16310 """""""
16312 This annotation emits a label at its program point and an associated
16313 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
16314 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
16315 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
16316 considered expensive.
16320       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16322 Arguments:
16323 """"""""""
16325 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16327 '``llvm.trap``' Intrinsic
16328 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16330 Syntax:
16331 """""""
16335       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16337 Overview:
16338 """""""""
16340 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16342 Arguments:
16343 """"""""""
16345 None.
16347 Semantics:
16348 """"""""""
16350 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16351 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16352 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16354 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16355 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16357 Syntax:
16358 """""""
16362       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16364 Overview:
16365 """""""""
16367 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16369 Arguments:
16370 """"""""""
16372 None.
16374 Semantics:
16375 """"""""""
16377 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16378 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16379 debugger.
16381 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16382 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16384 Syntax:
16385 """""""
16389       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16391 Overview:
16392 """""""""
16394 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16395 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16396 is placed on the stack before local variables.
16398 Arguments:
16399 """"""""""
16401 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16402 The first argument is the value loaded from the stack guard
16403 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16404 enough space to hold the value of the guard.
16406 Semantics:
16407 """"""""""
16409 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16410 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16411 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16412 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16413 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16414 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16415 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16417 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16418 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16420 Syntax:
16421 """""""
16425       declare i8* @llvm.stackguard()
16427 Overview:
16428 """""""""
16430 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16432 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16433 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16434 Protector in FastISel.
16436 Arguments:
16437 """"""""""
16439 None.
16441 Semantics:
16442 """"""""""
16444 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16445 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16446 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16448 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16449 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16450 in the future.
16452 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16453 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16455 Syntax:
16456 """""""
16460       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16461       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16463 Overview:
16464 """""""""
16466 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16467 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16468 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16469 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16470 class, structure, array, or other object.
16472 Arguments:
16473 """"""""""
16475 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16476 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16477 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16478 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16479 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16480 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16481 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16482 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16483 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16484 runtime.
16486 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16488 Semantics:
16489 """"""""""
16491 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16492 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16493 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16495 '``llvm.expect``' Intrinsic
16496 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16498 Syntax:
16499 """""""
16501 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16502 integer bit width.
16506       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16507       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16508       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16510 Overview:
16511 """""""""
16513 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16514 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16516 Arguments:
16517 """"""""""
16519 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16520 a value. The second argument is an expected value.
16522 Semantics:
16523 """"""""""
16525 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16527 .. _int_assume:
16529 '``llvm.assume``' Intrinsic
16530 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16532 Syntax:
16533 """""""
16537       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16539 Overview:
16540 """""""""
16542 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16543 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16544 of the code.
16546 Arguments:
16547 """"""""""
16549 The condition which the optimizer may assume is always true.
16551 Semantics:
16552 """"""""""
16554 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16555 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16556 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16557 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16558 violated during execution, the behavior is undefined.
16560 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16561 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16562 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16563 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16564 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16565 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16566 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16567 optimizer.
16569 .. _int_ssa_copy:
16571 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16572 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16574 Syntax:
16575 """""""
16579       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16581 Arguments:
16582 """"""""""
16584 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16586 Overview:
16587 """"""""""
16589 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16590 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16591 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16592 attach various forms of information to operands that dominate specific
16593 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16594 renaming forms that require value splits at certain points.
16596 .. _type.test:
16598 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16599 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16601 Syntax:
16602 """""""
16606       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16609 Arguments:
16610 """"""""""
16612 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16613 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16615 Overview:
16616 """""""""
16618 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16619 with the given type identifier.
16621 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16622 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16624 Syntax:
16625 """""""
16629       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16632 Arguments:
16633 """"""""""
16635 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16636 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16637 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16638 <TypeMetadata>`.
16640 Overview:
16641 """""""""
16643 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16644 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16645 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16646 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16647 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16648 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16649 constraint.
16651 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16652 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16653 the function may also return true if the given pointer is not associated
16654 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16655 element is true, the following rules apply to the first element:
16657 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16658   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16659   pointer.
16661 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16662   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16664   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16665      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16666      metadata.
16668   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16669      returns an unspecified value without causing side effects.
16671 If the function's return value's second element is false, the value of the
16672 first element is undefined.
16675 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16676 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16678 Syntax:
16679 """""""
16683       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16685 Overview:
16686 """""""""
16688 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16689 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16690 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16691 instruction.
16693 Arguments:
16694 """"""""""
16696 None.
16698 Semantics:
16699 """"""""""
16701 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16702 by codegen.
16704 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16705 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16707 Syntax:
16708 """""""
16712       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16714 Overview:
16715 """""""""
16717 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16718 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16719 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16720 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16721 slower) version.
16723 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16724 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16725 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16726 used to represent the slow paths of specialized functions.
16729 Arguments:
16730 """"""""""
16732 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16733 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16735 Semantics:
16736 """"""""""
16738 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16739 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16740 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16741 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16742 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16743 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16744 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16745 the entire heap.
16747 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16748 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16749 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16751    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16752    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16753    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16754      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16756 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16757 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16758 caller.
16760 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16761 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16762 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16764 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16765 same calling convention.
16767 .. _deoptimize_lowering:
16769 Lowering:
16770 """""""""
16772 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16773 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16774 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16775 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16776 arguments of the specified types, and not as varargs.
16779 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16780 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16782 Syntax:
16783 """""""
16787       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16789 Overview:
16790 """""""""
16792 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16793 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16794 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16795 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16796 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16797 equivalent to:
16799 .. code-block:: text
16801   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16802     %realPred = and i1 %pred, undef
16803     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16805   leave:
16806     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16807     ret void
16809   continue:
16810     ret void
16811   }
16814 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
16815 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
16816 see :doc:`FaultMaps`.
16818 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
16819 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
16820 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
16821 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
16822 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
16823 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
16825 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
16828 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
16829 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16831 Syntax:
16832 """""""
16836       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16838 Overview:
16839 """""""""
16841 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
16842 boolean expressions with the following property: whether this
16843 expression is `true` or `false`, the program is correct and
16844 well-defined.
16846 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
16847 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
16848 express guards or checks on optimistic assumptions made during
16849 compilation and represent them as branch instructions on special
16850 conditions.
16852 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
16853 different in that an invocation produces a particular, singular
16854 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
16855 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
16856 special properties.
16858 Arguments:
16859 """"""""""
16861 None.
16863 Semantics:
16864 """"""""""
16866 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
16867 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
16868 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
16869 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
16870 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
16871 with either value whenever one is beneficial.
16873 When used in a branch condition, it allows us to choose between
16874 two alternative correct solutions for the same problem, like
16875 in example below:
16877 .. code-block:: text
16879     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16880     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
16882   label %fast_path:
16883     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
16885   label %slow_path:
16886     ; Cheap in memory but slow solution.
16888 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
16889 it should be correct to pick either solution. We can switch
16890 between them by replacing the result of
16891 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
16892 `i1` expressions.
16894 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
16896 .. code-block:: text
16898   block:
16899     ; Unguarded instructions
16900     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
16901     ; Guarded instructions
16903 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
16904 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
16906 .. code-block:: text
16908   block:
16909     ; Unguarded instructions
16910     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16911     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
16912     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
16914   guarded:
16915     ; Guarded instructions
16917   deopt:
16918     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
16920 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
16921 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
16922 is `true` or `false`.
16924 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
16925 it cannot be invoked.
16927 Guard widening:
16928 """""""""""""""
16930 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
16931 condition of a guard represented as explicit branch, it is
16932 legal to widen the guard's condition with any additional
16933 conditions.
16935 Guard widening looks like replacement of
16937 .. code-block:: text
16939   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16940   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
16941   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
16943 with
16945 .. code-block:: text
16947   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16948   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
16949   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
16950   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
16952 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
16953 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
16954 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
16955 deopt when the new condition is not met.
16957 Lowering:
16958 """""""""
16960 Default lowering strategy is replacing the result of
16961 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
16962 constant `true`. However it is always correct to replace
16963 it with any other `i1` value. Any pass can
16964 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
16967 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
16968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16970 Syntax:
16971 """""""
16975       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
16977 Overview:
16978 """""""""
16980 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
16981 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
16982 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
16983 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
16984 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
16986 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
16987 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
16988 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
16989 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
16990 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
16992 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
16993 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16995 Syntax:
16996 """""""
17000       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
17002 Overview:
17003 """""""""
17005 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
17006 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
17007 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
17008 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
17009 an infinite loop with no other side effects.
17011 Arguments:
17012 """"""""""
17014 None.
17016 Semantics:
17017 """"""""""
17019 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
17020 has externally observable side effects.
17022 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
17023 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17025 Syntax:
17026 """""""
17028 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
17032       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
17033       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
17034       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
17036 Overview:
17037 """""""""
17039 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
17040 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
17041 fold to either true or false before generating machine code.
17043 Semantics:
17044 """"""""""
17046 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
17047 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
17048 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
17049 a constant false value.
17051 In particular, note that if the argument is a constant expression
17052 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
17053 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
17054 false.
17056 The result also intentionally depends on the result of optimization
17057 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
17058 function gets inlined or not. A function's parameters are
17059 obviously not constant. However, a call like
17060 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
17061 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
17062 a constant.
17064 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
17065 evaluate to true, even in simple cases.
17067 .. _int_ptrmask:
17069 '``llvm.ptrmask``' Intrinsic
17070 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17072 Syntax:
17073 """""""
17077       declare ptrty llvm.ptrmask(ptrty %ptr, intty %mask) readnone speculatable
17079 Arguments:
17080 """"""""""
17082 The first argument is a pointer. The second argument is an integer.
17084 Overview:
17085 """"""""""
17087 The ``llvm.ptrmask`` intrinsic masks out bits of the pointer according to a mask.
17088 This allows stripping data from tagged pointers without converting them to an
17089 integer (ptrtoint/inttoptr). As a consequence, we can preserve more information
17090 to facilitate alias analysis and underlying-object detection.
17092 Semantics:
17093 """"""""""
17095 The result of ``ptrmask(ptr, mask)`` is equivalent to
17096 ``getelementptr ptr, (ptrtoint(ptr) & mask) - ptrtoint(ptr)``. Both the returned
17097 pointer and the first argument are based on the same underlying object (for more
17098 information on the *based on* terminology see
17099 :ref:`the pointer aliasing rules <pointeraliasing>`). If the bitwidth of the
17100 mask argument does not match the pointer size of the target, the mask is
17101 zero-extended or truncated accordingly.
17103 Stack Map Intrinsics
17104 --------------------
17106 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
17107 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
17108 are described in :doc:`StackMaps`.
17110 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
17111 -------------------------------------
17113 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
17114 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
17116 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
17118 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17119 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17121 Syntax:
17122 """""""
17124 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
17125 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17126 support all bit widths however.
17130       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17131                                                                        i8* <src>,
17132                                                                        i32 <len>,
17133                                                                        i32 <element_size>)
17134       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17135                                                                        i8* <src>,
17136                                                                        i64 <len>,
17137                                                                        i32 <element_size>)
17139 Overview:
17140 """""""""
17142 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17143 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
17144 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
17145 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
17146 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17148 Arguments:
17149 """"""""""
17151 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
17152 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17153 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17154 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17156 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17157 target-specific atomic access size limit.
17159 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
17160 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17161 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
17163 Semantics:
17164 """"""""""
17166 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
17167 memory from the source location to the destination location. These locations are not
17168 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
17169 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
17170 aligned at an ``element_size`` boundary.
17172 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17173 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17174 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
17175 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
17177 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17178 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17179 destination.
17181 Lowering:
17182 """""""""
17184 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
17185 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17186 is replaced with an actual element size.
17188 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
17190 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17191 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17193 Syntax:
17194 """""""
17196 This is an overloaded intrinsic. You can use
17197 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
17198 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
17202       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17203                                                                         i8* <src>,
17204                                                                         i32 <len>,
17205                                                                         i32 <element_size>)
17206       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17207                                                                         i8* <src>,
17208                                                                         i64 <len>,
17209                                                                         i32 <element_size>)
17211 Overview:
17212 """""""""
17214 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
17215 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
17216 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
17217 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
17218 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
17219 integer multiple of the ``element_size`` in size.
17221 Arguments:
17222 """"""""""
17224 The first three arguments are the same as they are in the
17225 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
17226 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
17227 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
17228 behaviour of the intrinsic is undefined.
17230 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
17231 greater than a target-specific atomic access size limit.
17233 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
17234 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
17235 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
17236 boundary.
17238 Semantics:
17239 """"""""""
17241 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
17242 of memory from the source location to the destination location. These locations
17243 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
17244 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
17245 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17247 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17248 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17249 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
17250 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
17251 specified.
17253 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17254 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17255 destination.
17257 Lowering:
17258 """""""""
17260 In the most general case call to the
17261 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
17262 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
17263 actual element size.
17265 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
17267 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
17269 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17272 Syntax:
17273 """""""
17275 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
17276 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17277 support all bit widths however.
17281       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
17282                                                                   i8 <value>,
17283                                                                   i32 <len>,
17284                                                                   i32 <element_size>)
17285       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
17286                                                                   i8 <value>,
17287                                                                   i64 <len>,
17288                                                                   i32 <element_size>)
17290 Overview:
17291 """""""""
17293 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17294 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
17295 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
17296 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
17297 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17299 Arguments:
17300 """"""""""
17302 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
17303 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17304 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17305 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17307 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17308 target-specific atomic access size limit.
17310 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
17311 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17312 the destination pointer is aligned to that boundary.
17314 Semantics:
17315 """"""""""
17317 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
17318 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
17319 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
17320 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17322 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
17323 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
17324 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
17325 when specified.
17327 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17328 provided by a set of unordered stores to the destination.
17330 Lowering:
17331 """""""""
17333 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
17334 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17335 is replaced with an actual element size.
17337 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
17339 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
17340 ----------------------------------
17342 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
17343 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
17344 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
17345 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
17347 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
17348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17350 Syntax:
17351 """""""
17354       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17356 Lowering:
17357 """""""""
17359 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17361 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17362 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17364 Syntax:
17365 """""""
17368       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17370 Lowering:
17371 """""""""
17373 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17375 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17376 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17378 Syntax:
17379 """""""
17382       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17384 Lowering:
17385 """""""""
17387 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17389 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17390 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17392 Syntax:
17393 """""""
17396       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17398 Lowering:
17399 """""""""
17401 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17403 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17404 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17406 Syntax:
17407 """""""
17410       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17412 Lowering:
17413 """""""""
17415 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17417 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17418 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17420 Syntax:
17421 """""""
17424       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17426 Lowering:
17427 """""""""
17429 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17431 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17432 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17434 Syntax:
17435 """""""
17438       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17440 Lowering:
17441 """""""""
17443 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17445 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17446 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17448 Syntax:
17449 """""""
17452       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17454 Lowering:
17455 """""""""
17457 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17459 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17460 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17462 Syntax:
17463 """""""
17466       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17468 Lowering:
17469 """""""""
17471 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17473 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17474 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17476 Syntax:
17477 """""""
17480       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17482 Lowering:
17483 """""""""
17485 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17487 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17490 Syntax:
17491 """""""
17494       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17496 Lowering:
17497 """""""""
17499 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17501 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17502 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17504 Syntax:
17505 """""""
17508       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17510 Lowering:
17511 """""""""
17513 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17515 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17516 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17518 Syntax:
17519 """""""
17522       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17524 Lowering:
17525 """""""""
17527 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17529 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17530 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17532 Syntax:
17533 """""""
17536       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17538 Lowering:
17539 """""""""
17541 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17543 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17544 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17546 Syntax:
17547 """""""
17550       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17552 Lowering:
17553 """""""""
17555 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17557 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17558 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17560 Syntax:
17561 """""""
17564       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17566 Lowering:
17567 """""""""
17569 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17571 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17572 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17574 Syntax:
17575 """""""
17578       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17580 Lowering:
17581 """""""""
17583 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17585 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17586 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17588 Syntax:
17589 """""""
17592       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17594 Lowering:
17595 """""""""
17597 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.
17599 Preserving Debug Information Intrinsics
17600 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17602 These intrinsics are used to carry certain debuginfo together with
17603 IR-level operations. For example, it may be desirable to
17604 know the structure/union name and the original user-level field
17605 indices. Such information got lost in IR GetElementPtr instruction
17606 since the IR types are different from debugInfo types and unions
17607 are converted to structs in IR.
17609 '``llvm.preserve.array.access.index``' Intrinsic
17610 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17612 Syntax:
17613 """""""
17616       declare <ret_type>
17617       @llvm.preserve.array.access.index.p0s_union.anons.p0a10s_union.anons(<type> base,
17618                                                                            i32 dim,
17619                                                                            i32 index)
17621 Overview:
17622 """""""""
17624 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17625 based on array base ``base``, array dimension ``dim`` and the last access index ``index``
17626 into the array. The return type ``ret_type`` is a pointer type to the array element.
17627 The array ``dim`` and ``index`` are preserved which is more robust than
17628 getelementptr instruction which may be subject to compiler transformation.
17629 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17630 to provide array or pointer debuginfo type.
17631 The metadata is a ``DICompositeType`` or ``DIDerivedType`` representing the
17632 debuginfo version of ``type``.
17634 Arguments:
17635 """"""""""
17637 The ``base`` is the array base address.  The ``dim`` is the array dimension.
17638 The ``base`` is a pointer if ``dim`` equals 0.
17639 The ``index`` is the last access index into the array or pointer.
17641 Semantics:
17642 """"""""""
17644 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic produces the same result
17645 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{dim's 0's, index}``.
17647 '``llvm.preserve.union.access.index``' Intrinsic
17648 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17650 Syntax:
17651 """""""
17654       declare <type>
17655       @llvm.preserve.union.access.index.p0s_union.anons.p0s_union.anons(<type> base,
17656                                                                         i32 di_index)
17658 Overview:
17659 """""""""
17661 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic carries the debuginfo field index
17662 ``di_index`` and returns the ``base`` address.
17663 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17664 to provide union debuginfo type.
17665 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17666 The return type ``type`` is the same as the ``base`` type.
17668 Arguments:
17669 """"""""""
17671 The ``base`` is the union base address. The ``di_index`` is the field index in debuginfo.
17673 Semantics:
17674 """"""""""
17676 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic returns the ``base`` address.
17678 '``llvm.preserve.struct.access.index``' Intrinsic
17679 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17681 Syntax:
17682 """""""
17685       declare <ret_type>
17686       @llvm.preserve.struct.access.index.p0i8.p0s_struct.anon.0s(<type> base,
17687                                                                  i32 gep_index,
17688                                                                  i32 di_index)
17690 Overview:
17691 """""""""
17693 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17694 based on struct base ``base`` and IR struct member index ``gep_index``.
17695 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17696 to provide struct debuginfo type.
17697 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17698 The return type ``ret_type`` is a pointer type to the structure member.
17700 Arguments:
17701 """"""""""
17703 The ``base`` is the structure base address. The ``gep_index`` is the struct member index
17704 based on IR structures. The ``di_index`` is the struct member index based on debuginfo.
17706 Semantics:
17707 """"""""""
17709 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic produces the same result
17710 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{0, gep_index}``.