gn build: Extract git() and git_out() functions in sync script
[llvm-complete.git] / docs / LangRef.rst
bloba169589117c54112e01ec2c7573e64da0801d7d5
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 4
9 Abstract
10 ========
12 This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM
13 is a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides
14 type safety, low-level operations, flexibility, and the capability of
15 representing 'all' high-level languages cleanly. It is the common code
16 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
17 strategy.
19 Introduction
20 ============
22 The LLVM code representation is designed to be used in three different
23 forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation
24 (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human
25 readable assembly language representation. This allows LLVM to provide a
26 powerful intermediate representation for efficient compiler
27 transformations and analysis, while providing a natural means to debug
28 and visualize the transformations. The three different forms of LLVM are
29 all equivalent. This document describes the human readable
30 representation and notation.
32 The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while
33 being expressive, typed, and extensible at the same time. It aims to be
34 a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that
35 high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
36 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
37 be mapped to them). By providing type information, LLVM can be used as
38 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
39 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
40 the current function, allowing it to be promoted to a simple SSA value
41 instead of a memory location.
43 .. _wellformed:
45 Well-Formedness
46 ---------------
48 It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
49 assembly language. There is a difference between what the parser accepts
50 and what is considered 'well formed'. For example, the following
51 instruction is syntactically okay, but not well formed:
53 .. code-block:: llvm
55     %x = add i32 1, %x
57 because the definition of ``%x`` does not dominate all of its uses. The
58 LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to
59 verify that an LLVM module is well formed. This pass is automatically
60 run by the parser after parsing input assembly and by the optimizer
61 before it outputs bitcode. The violations pointed out by the verifier
62 pass indicate bugs in transformation passes or input to the parser.
64 .. _identifiers:
66 Identifiers
67 ===========
69 LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
70 identifiers (functions, global variables) begin with the ``'@'``
71 character. Local identifiers (register names, types) begin with the
72 ``'%'`` character. Additionally, there are three different formats for
73 identifiers, for different purposes:
75 #. Named values are represented as a string of characters with their
76    prefix. For example, ``%foo``, ``@DivisionByZero``,
77    ``%a.really.long.identifier``. The actual regular expression used is
78    '``[%@][-a-zA-Z$._][-a-zA-Z$._0-9]*``'. Identifiers that require other
79    characters in their names can be surrounded with quotes. Special
80    characters may be escaped using ``"\xx"`` where ``xx`` is the ASCII
81    code for the character in hexadecimal. In this way, any character can
82    be used in a name value, even quotes themselves. The ``"\01"`` prefix
83    can be used on global values to suppress mangling.
84 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
85    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
86 #. Constants, which are described in the section Constants_ below.
88 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
89 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
90 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
91 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
92 with a temporary variable without having to avoid symbol table
93 conflicts.
95 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
96 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
97 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
98 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
99 with variable names, because none of them start with a prefix character
100 (``'%'`` or ``'@'``).
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
105 The easy way:
107 .. code-block:: llvm
109     %result = mul i32 %X, 8
111 After strength reduction:
113 .. code-block:: llvm
115     %result = shl i32 %X, 3
117 And the hard way:
119 .. code-block:: llvm
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
128 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
129 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
130    not assigned to a named value.
131 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially (using a per-function
132    incrementing counter, starting with 0). Note that basic blocks and unnamed
133    function parameters are included in this numbering. For example, if the
134    entry basic block is not given a label name and all function parameters are
135    named, then it will get number 0.
137 It also shows a convention that we follow in this document. When
138 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
139 that defines the type and name of value produced.
141 High Level Structure
142 ====================
144 Module Structure
145 ----------------
147 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
148 translation unit of the input programs. Each module consists of
149 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
150 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
151 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
152 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
154 .. code-block:: llvm
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
162     ; Definition of main function
163     define i32 @main() {   ; i32()*
164       ; Convert [13 x i8]* to i8*...
165       %cast210 = getelementptr [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
176 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
177 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
178 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
179 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
181 In general, a module is made up of a list of global values (where both
182 functions and global variables are global values). Global values are
183 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
184 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
185 following :ref:`linkage types <linkage>`.
187 .. _linkage:
189 Linkage Types
190 -------------
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
195 ``private``
196     Global values with "``private``" linkage are only directly
197     accessible by objects in the current module. In particular, linking
198     code into a module with a private global value may cause the
199     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
200     symbol is private to the module, all references can be updated. This
201     doesn't show up in any symbol table in the object file.
202 ``internal``
203     Similar to private, but the value shows as a local symbol
204     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
205     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
206 ``available_externally``
207     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted into
208     the object file corresponding to the LLVM module. From the linker's
209     perspective, an ``available_externally`` global is equivalent to
210     an external declaration. They exist to allow inlining and other
211     optimizations to take place given knowledge of the definition of the
212     global, which is known to be somewhere outside the module. Globals
213     with ``available_externally`` linkage are allowed to be discarded at
214     will, and allow inlining and other optimizations. This linkage type is
215     only allowed on definitions, not declarations.
216 ``linkonce``
217     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
218     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
219     some forms of inline functions, templates, or other code which must
220     be generated in each translation unit that uses it, but where the
221     body may be overridden with a more definitive definition later.
222     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
223     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
224     inline the body of this function into callers because it doesn't
225     know if this definition of the function is the definitive definition
226     within the program or whether it will be overridden by a stronger
227     definition. To enable inlining and other optimizations, use
228     "``linkonce_odr``" linkage.
229 ``weak``
230     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
231     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
232     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
233     in C source code.
234 ``common``
235     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
236     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
237     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
238     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
239     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
240     must have a zero initializer, and may not be marked
241     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
242     common linkage.
244 .. _linkage_appending:
246 ``appending``
247     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
248     pointer to array type. When two global variables with appending
249     linkage are linked together, the two global arrays are appended
250     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
251     system linker append together "sections" with identical names when
252     .o files are linked.
254     Unfortunately this doesn't correspond to any feature in .o files, so it
255     can only be used for variables like ``llvm.global_ctors`` which llvm
256     interprets specially.
258 ``extern_weak``
259     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
260     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
261     instead of being an undefined reference.
262 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
263     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
264     functions with different semantics. Other languages, such as
265     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
266     "one definition rule" --- "ODR"). Such languages can use the
267     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
268     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
269     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
270 ``external``
271     If none of the above identifiers are used, the global is externally
272     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
273     resolve external symbol references.
275 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
276 other than ``external`` or ``extern_weak``.
278 .. _callingconv:
280 Calling Conventions
281 -------------------
283 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
284 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
285 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
286 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
287 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
288 added in the future:
290 "``ccc``" - The C calling convention
291     This calling convention (the default if no other calling convention
292     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
293     convention supports varargs function calls and tolerates some
294     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
295     the function (as does normal C).
296 "``fastcc``" - The fast calling convention
297     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
298     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
299     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
300     code for the target, without having to conform to an externally
301     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
302     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
303     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
304     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
305     match the prototype of the function definition.
306 "``coldcc``" - The cold calling convention
307     This calling convention attempts to make code in the caller as
308     efficient as possible under the assumption that the call is not
309     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
310     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
311     This calling convention does not support varargs and requires the
312     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
313     function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
314     calls for inlining.
315 "``cc 10``" - GHC convention
316     This calling convention has been implemented specifically for use by
317     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
318     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
319     by disabling callee save registers. This calling convention should
320     not be used lightly but only for specific situations such as an
321     alternative to the *register pinning* performance technique often
322     used when implementing functional programming languages. At the
323     moment only X86 supports this convention and it has the following
324     limitations:
326     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
327        floating-point types are supported.
328     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
329        floating-point parameters.
331     This calling convention supports `tail call
332     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
333     caller and callee are using it.
334 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
335     This calling convention has been implemented specifically for use by
336     the `High-Performance Erlang
337     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
338     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
339     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
340     registers for argument passing than the ordinary C calling
341     convention and defines no callee-saved registers. The calling
342     convention properly supports `tail call
343     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
344     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
345     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
346     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
347     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
348     bit).
349 "``webkit_jscc``" - WebKit's JavaScript calling convention
350     This calling convention has been implemented for `WebKit FTL JIT
351     <https://trac.webkit.org/wiki/FTLJIT>`_. It passes arguments on the
352     stack right to left (as cdecl does), and returns a value in the
353     platform's customary return register.
354 "``anyregcc``" - Dynamic calling convention for code patching
355     This is a special convention that supports patching an arbitrary code
356     sequence in place of a call site. This convention forces the call
357     arguments into registers but allows them to be dynamically
358     allocated. This can currently only be used with calls to
359     llvm.experimental.patchpoint because only this intrinsic records
360     the location of its arguments in a side table. See :doc:`StackMaps`.
361 "``preserve_mostcc``" - The `PreserveMost` calling convention
362     This calling convention attempts to make the code in the caller as
363     unintrusive as possible. This convention behaves identically to the `C`
364     calling convention on how arguments and return values are passed, but it
365     uses a different set of caller/callee-saved registers. This alleviates the
366     burden of saving and recovering a large register set before and after the
367     call in the caller. If the arguments are passed in callee-saved registers,
368     then they will be preserved by the callee across the call. This doesn't
369     apply for values returned in callee-saved registers.
371     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
372       R11. R11 can be used as a scratch register. Floating-point registers
373       (XMMs/YMMs) are not preserved and need to be saved by the caller.
375     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
376     that have a hot path and a cold path. The hot path is usually a small piece
377     of code that doesn't use many registers. The cold path might need to call out to
378     another function and therefore only needs to preserve the caller-saved
379     registers, which haven't already been saved by the caller. The
380     `PreserveMost` calling convention is very similar to the `cold` calling
381     convention in terms of caller/callee-saved registers, but they are used for
382     different types of function calls. `coldcc` is for function calls that are
383     rarely executed, whereas `preserve_mostcc` function calls are intended to be
384     on the hot path and definitely executed a lot. Furthermore `preserve_mostcc`
385     doesn't prevent the inliner from inlining the function call.
387     This calling convention will be used by a future version of the ObjectiveC
388     runtime and should therefore still be considered experimental at this time.
389     Although this convention was created to optimize certain runtime calls to
390     the ObjectiveC runtime, it is not limited to this runtime and might be used
391     by other runtimes in the future too. The current implementation only
392     supports X86-64, but the intention is to support more architectures in the
393     future.
394 "``preserve_allcc``" - The `PreserveAll` calling convention
395     This calling convention attempts to make the code in the caller even less
396     intrusive than the `PreserveMost` calling convention. This calling
397     convention also behaves identical to the `C` calling convention on how
398     arguments and return values are passed, but it uses a different set of
399     caller/callee-saved registers. This removes the burden of saving and
400     recovering a large register set before and after the call in the caller. If
401     the arguments are passed in callee-saved registers, then they will be
402     preserved by the callee across the call. This doesn't apply for values
403     returned in callee-saved registers.
405     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
406       R11. R11 can be used as a scratch register. Furthermore it also preserves
407       all floating-point registers (XMMs/YMMs).
409     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
410     that don't need to call out to any other functions.
412     This calling convention, like the `PreserveMost` calling convention, will be
413     used by a future version of the ObjectiveC runtime and should be considered
414     experimental at this time.
415 "``cxx_fast_tlscc``" - The `CXX_FAST_TLS` calling convention for access functions
416     Clang generates an access function to access C++-style TLS. The access
417     function generally has an entry block, an exit block and an initialization
418     block that is run at the first time. The entry and exit blocks can access
419     a few TLS IR variables, each access will be lowered to a platform-specific
420     sequence.
422     This calling convention aims to minimize overhead in the caller by
423     preserving as many registers as possible (all the registers that are
424     preserved on the fast path, composed of the entry and exit blocks).
426     This calling convention behaves identical to the `C` calling convention on
427     how arguments and return values are passed, but it uses a different set of
428     caller/callee-saved registers.
430     Given that each platform has its own lowering sequence, hence its own set
431     of preserved registers, we can't use the existing `PreserveMost`.
433     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
434       RDI and RAX.
435 "``swiftcc``" - This calling convention is used for Swift language.
436     - On X86-64 RCX and R8 are available for additional integer returns, and
437       XMM2 and XMM3 are available for additional FP/vector returns.
438     - On iOS platforms, we use AAPCS-VFP calling convention.
439 "``cc <n>``" - Numbered convention
440     Any calling convention may be specified by number, allowing
441     target-specific calling conventions to be used. Target specific
442     calling conventions start at 64.
444 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
445 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
446 convention.
448 .. _visibilitystyles:
450 Visibility Styles
451 -----------------
453 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
454 styles:
456 "``default``" - Default style
457     On targets that use the ELF object file format, default visibility
458     means that the declaration is visible to other modules and, in
459     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
460     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
461     to other modules. Default visibility corresponds to "external
462     linkage" in the language.
463 "``hidden``" - Hidden style
464     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
465     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
466     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
467     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
468     library) can reference it directly.
469 "``protected``" - Protected style
470     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
471     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
472     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
473     cannot be overridden by another module.
475 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
476 visibility.
478 .. _dllstorageclass:
480 DLL Storage Classes
481 -------------------
483 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
484 DLL storage class:
486 ``dllimport``
487     "``dllimport``" causes the compiler to reference a function or variable via
488     a global pointer to a pointer that is set up by the DLL exporting the
489     symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by
490     combining ``__imp_`` and the function or variable name.
491 ``dllexport``
492     "``dllexport``" causes the compiler to provide a global pointer to a pointer
493     in a DLL, so that it can be referenced with the ``dllimport`` attribute. On
494     Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by combining
495     ``__imp_`` and the function or variable name. Since this storage class
496     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
497     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
499 .. _tls_model:
501 Thread Local Storage Models
502 ---------------------------
504 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
505 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
506 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
507 TLS model may be specified:
509 ``localdynamic``
510     For variables that are only used within the current shared library.
511 ``initialexec``
512     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
513 ``localexec``
514     For variables defined in the executable and only used within it.
516 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
518 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
519 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
520 more information on under which circumstances the different models may
521 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
522 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
524 A model can also be specified in an alias, but then it only governs how
525 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
527 For platforms without linker support of ELF TLS model, the -femulated-tls
528 flag can be used to generate GCC compatible emulated TLS code.
530 .. _runtime_preemption_model:
532 Runtime Preemption Specifiers
533 -----------------------------
535 Global variables, functions and aliases may have an optional runtime preemption
536 specifier. If a preemption specifier isn't given explicitly, then a
537 symbol is assumed to be ``dso_preemptable``.
539 ``dso_preemptable``
540     Indicates that the function or variable may be replaced by a symbol from
541     outside the linkage unit at runtime.
543 ``dso_local``
544     The compiler may assume that a function or variable marked as ``dso_local``
545     will resolve to a symbol within the same linkage unit. Direct access will
546     be generated even if the definition is not within this compilation unit.
548 .. _namedtypes:
550 Structure Types
551 ---------------
553 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
554 types <t_struct>`. Literal types are uniqued structurally, but identified types
555 are never uniqued. An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
556 to forward declare a type that is not yet available.
558 An example of an identified structure specification is:
560 .. code-block:: llvm
562     %mytype = type { %mytype*, i32 }
564 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued. Only
565 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
567 .. _nointptrtype:
569 Non-Integral Pointer Type
570 -------------------------
572 Note: non-integral pointer types are a work in progress, and they should be
573 considered experimental at this time.
575 LLVM IR optionally allows the frontend to denote pointers in certain address
576 spaces as "non-integral" via the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
577 Non-integral pointer types represent pointers that have an *unspecified* bitwise
578 representation; that is, the integral representation may be target dependent or
579 unstable (not backed by a fixed integer).
581 ``inttoptr`` instructions converting integers to non-integral pointer types are
582 ill-typed, and so are ``ptrtoint`` instructions converting values of
583 non-integral pointer types to integers.  Vector versions of said instructions
584 are ill-typed as well.
586 .. _globalvars:
588 Global Variables
589 ----------------
591 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
592 instead of run-time.
594 Global variable definitions must be initialized.
596 Global variables in other translation units can also be declared, in which
597 case they don't have an initializer.
599 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
600 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified. If there
601 is a mismatch between the explicit or inferred section information for the
602 variable declaration and its definition the resulting behavior is undefined.
604 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
605 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
606 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
607 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
608 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
609 variable.
611 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
612 constant, even if the final definition of the global is not. This
613 capability can be used to enable slightly better optimization of the
614 program, but requires the language definition to guarantee that
615 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
616 units that do not include the definition.
618 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
619 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
620 always define a pointer to their "content" type because they describe a
621 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
622 pointers.
624 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
625 that the address is not significant, only the content. Constants marked
626 like this can be merged with other constants if they have the same
627 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
628 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
629 whose address is significant.
631 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
632 not be significant within the module.
634 A global variable may be declared to reside in a target-specific
635 numbered address space. For targets that support them, address spaces
636 may affect how optimizations are performed and/or what target
637 instructions are used to access the variable. The default address space
638 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
640 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
641 target supports it, it will emit globals to the section specified.
642 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
643 support.
645 External declarations may have an explicit section specified. Section
646 information is retained in LLVM IR for targets that make use of this
647 information. Attaching section information to an external declaration is an
648 assertion that its definition is located in the specified section. If the
649 definition is located in a different section, the behavior is undefined.
651 By default, global initializers are optimized by assuming that global
652 variables defined within the module are not modified from their
653 initial values before the start of the global initializer. This is
654 true even for variables potentially accessible from outside the
655 module, including those with external linkage or appearing in
656 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
657 by marking the variable with ``externally_initialized``.
659 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
660 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
661 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
662 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
663 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
664 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
665 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
666 assume that the globals are densely packed in their section and try to
667 iterate over them as an array, alignment padding would break this
668 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
670 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
671 an optional :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`,
672 an optional :ref:`global attributes <glattrs>` and
673 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`.
675 Variables and aliases can have a
676 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
678 :ref:`Scalable vectors <t_vector>` cannot be global variables or members of
679 structs or arrays because their size is unknown at compile time.
681 Syntax::
683       @<GlobalVarName> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility]
684                          [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
685                          [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace]
686                          [ExternallyInitialized]
687                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
688                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
689                          [, align <Alignment>] (, !name !N)*
691 For example, the following defines a global in a numbered address space
692 with an initializer, section, and alignment:
694 .. code-block:: llvm
696     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
698 The following example just declares a global variable
700 .. code-block:: llvm
702    @G = external global i32
704 The following example defines a thread-local global with the
705 ``initialexec`` TLS model:
707 .. code-block:: llvm
709     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
711 .. _functionstructure:
713 Functions
714 ---------
716 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
717 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`runtime preemption
718 specifier <runtime_preemption_model>`,  an optional :ref:`visibility
719 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
720 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
721 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
722 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
723 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
724 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
725 an optional address space, an optional section, an optional alignment,
726 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
727 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
728 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`,
729 an optional :ref:`personality <personalityfn>`,
730 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`,
731 an opening curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
733 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
734 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility style
735 <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`, an
736 optional :ref:`calling convention <callingconv>`, an optional ``unnamed_addr``
737 or ``local_unnamed_addr`` attribute, an optional address space, a return type,
738 an optional :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function name, a possibly
739 empty list of arguments, an optional alignment, an optional :ref:`garbage
740 collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`, and an optional
741 :ref:`prologue <prologuedata>`.
743 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
744 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
745 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
746 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
747 function return). If an explicit label name is not provided, a block is assigned
748 an implicit numbered label, using the next value from the same counter as used
749 for unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a
750 function entry block does not have an explicit label, it will be assigned label
751 "%0", then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc. If a
752 numeric label is explicitly specified, it must match the numeric label that
753 would be used implicitly.
755 The first basic block in a function is special in two ways: it is
756 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
757 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
758 the entry block of a function). Because the block can have no
759 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
761 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
762 target supports it, it will emit functions to the section specified.
763 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
765 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
766 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
767 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
768 is specified, the function is forced to have at least that much
769 alignment. All alignments must be a power of 2.
771 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
772 be significant and two identical functions can be merged.
774 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
775 not be significant within the module.
777 If an explicit address space is not given, it will default to the program
778 address space from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
780 Syntax::
782     define [linkage] [PreemptionSpecifier] [visibility] [DLLStorageClass]
783            [cconv] [ret attrs]
784            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
785            [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace] [fn Attrs]
786            [section "name"] [comdat [($name)]] [align N] [gc] [prefix Constant]
787            [prologue Constant] [personality Constant] (!name !N)* { ... }
789 The argument list is a comma separated sequence of arguments where each
790 argument is of the following form:
792 Syntax::
794    <type> [parameter Attrs] [name]
797 .. _langref_aliases:
799 Aliases
800 -------
802 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
803 are just a new symbol and metadata for an existing position.
805 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
806 constant expression.
808 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
809 :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`, an optional
810 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
811 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
813 Syntax::
815     @<Name> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] alias <AliaseeTy>, <AliaseeTy>* @<Aliasee>
817 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
818 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
819 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
821 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
822 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
823 to the same content.
825 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
826 not be significant within the module.
828 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
829 some can only be checked when producing an object file:
831 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
832   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
834 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
835   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
836   object file.
838 * No global value in the expression can be a declaration, since that
839   would require a relocation, which is not possible.
841 .. _langref_ifunc:
843 IFuncs
844 -------
846 IFuncs, like as aliases, don't create any new data or func. They are just a new
847 symbol that dynamic linker resolves at runtime by calling a resolver function.
849 IFuncs have a name and a resolver that is a function called by dynamic linker
850 that returns address of another function associated with the name.
852 IFunc may have an optional :ref:`linkage type <linkage>` and an optional
853 :ref:`visibility style <visibility>`.
855 Syntax::
857     @<Name> = [Linkage] [Visibility] ifunc <IFuncTy>, <ResolverTy>* @<Resolver>
860 .. _langref_comdats:
862 Comdats
863 -------
865 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
867 Comdats have a name which represents the COMDAT key. All global objects that
868 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
869 that key over some other key. Aliases are placed in the same COMDAT that their
870 aliasee computes to, if any.
872 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
873 choose between keys in two different object files.
875 Syntax::
877     $<Name> = comdat SelectionKind
879 The selection kind must be one of the following:
881 ``any``
882     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
883 ``exactmatch``
884     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
885     same data.
886 ``largest``
887     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
888 ``noduplicates``
889     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
890 ``samesize``
891     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
892     same amount of data.
894 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs, and ELF and WebAssembly
895 only support ``any`` as a selection kind.
897 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
898 the COMDAT key's section is the largest:
900 .. code-block:: text
902    $foo = comdat largest
903    @foo = global i32 2, comdat($foo)
905    define void @bar() comdat($foo) {
906      ret void
907    }
909 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
910 the global name:
912 .. code-block:: text
914   $foo = comdat any
915   @foo = global i32 2, comdat
918 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
919 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
920 and another COMDAT section with selection kind
921 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
922 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
924 There are some restrictions on the properties of the global object.
925 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
926 targeting COFF.
927 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
928 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
929 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
930 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
931 if a collision occurs in the symbol table.
933 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
934 For example:
936 .. code-block:: text
938    $foo = comdat any
939    $bar = comdat any
940    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
941    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
943 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
944 with the same name. This is necessary because both globals belong to different
945 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
946 sections.
948 Note that certain IR constructs like global variables and functions may
949 create COMDATs in the object file in addition to any which are specified using
950 COMDAT IR. This arises when the code generator is configured to emit globals
951 in individual sections (e.g. when `-data-sections` or `-function-sections`
952 is supplied to `llc`).
954 .. _namedmetadatastructure:
956 Named Metadata
957 --------------
959 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
960 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
961 operands for a named metadata.
963 #. Named metadata are represented as a string of characters with the
964    metadata prefix. The rules for metadata names are the same as for
965    identifiers, but quoted names are not allowed. ``"\xx"`` type escapes
966    are still valid, which allows any character to be part of a name.
968 Syntax::
970     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
971     !0 = !{!"zero"}
972     !1 = !{!"one"}
973     !2 = !{!"two"}
974     ; A named metadata.
975     !name = !{!0, !1, !2}
977 .. _paramattrs:
979 Parameter Attributes
980 --------------------
982 The return type and each parameter of a function type may have a set of
983 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
984 used to communicate additional information about the result or
985 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
986 of the function, not of the function type, so functions with different
987 parameter attributes can have the same function type.
989 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
990 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
991 For example:
993 .. code-block:: llvm
995     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
996     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
997     declare signext i8 @returns_signed_char()
999 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
1000 ``readonly``) come immediately after the argument list.
1002 Currently, only the following parameter attributes are defined:
1004 ``zeroext``
1005     This indicates to the code generator that the parameter or return
1006     value should be zero-extended to the extent required by the target's
1007     ABI by the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
1008 ``signext``
1009     This indicates to the code generator that the parameter or return
1010     value should be sign-extended to the extent required by the target's
1011     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
1012     the callee (for a return value).
1013 ``inreg``
1014     This indicates that this parameter or return value should be treated
1015     in a special target-dependent fashion while emitting code for
1016     a function call or return (usually, by putting it in a register as
1017     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
1018     two different kinds of registers). Use of this attribute is
1019     target-specific.
1020 ``byval`` or ``byval(<ty>)``
1021     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
1022     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
1023     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
1024     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
1025     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
1026     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
1027     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
1028     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
1029     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
1030     values.
1032     The byval attribute also supports an optional type argument, which must be
1033     the same as the pointee type of the argument.
1035     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
1036     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
1037     form and the known alignment of the pointer specified to the call
1038     site. If the alignment is not specified, then the code generator
1039     makes a target-specific assumption.
1041 .. _attr_inalloca:
1043 ``inalloca``
1045     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
1046     address of outgoing stack arguments. An ``inalloca`` argument must
1047     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
1048     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
1049     inalloca keyword. Only the last argument may have the ``inalloca``
1050     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
1052     An argument allocation may be used by a call at most once because
1053     the call may deallocate it. The ``inalloca`` attribute cannot be
1054     used in conjunction with other attributes that affect argument
1055     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``. The
1056     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
1057     large aggregate return values, which means that frontend authors
1058     must lower them with ``sret`` pointers.
1060     When the call site is reached, the argument allocation must have
1061     been the most recent stack allocation that is still live, or the
1062     behavior is undefined. It is possible to allocate additional stack
1063     space after an argument allocation and before its call site, but it
1064     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
1065     <int_stackrestore>`.
1067     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
1068     attribute.
1070 ``sret``
1071     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
1072     structure that is the return value of the function in the source
1073     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
1074     loads and stores to the structure may be assumed by the callee not
1075     to trap and to be properly aligned. This is not a valid attribute
1076     for return values.
1078 .. _attr_align:
1080 ``align <n>``
1081     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
1082     have the specified alignment.  If the pointer value does not have the
1083     specified alignment, behavior is undefined.
1085     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
1086     ``byval`` attribute, which are documented there.
1088 .. _noalias:
1090 ``noalias``
1091     This indicates that objects accessed via pointer values
1092     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
1093     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
1094     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
1095     also has additional semantics described below. The caller shares the
1096     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
1097     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
1098     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
1100     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
1101     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
1103     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
1104     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
1105     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
1106     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
1107     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
1108     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
1109     storage for any other object accessible to the caller.
1111 ``nocapture``
1112     This indicates that the callee does not make any copies of the
1113     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
1114     attribute for return values.  Addresses used in volatile operations
1115     are considered to be captured.
1117 .. _nest:
1119 ``nest``
1120     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
1121     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
1122     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
1124 ``returned``
1125     This indicates that the function always returns the argument as its return
1126     value. This is a hint to the optimizer and code generator used when
1127     generating the caller, allowing value propagation, tail call optimization,
1128     and omission of register saves and restores in some cases; it is not
1129     checked or enforced when generating the callee. The parameter and the
1130     function return type must be valid operands for the
1131     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a valid attribute for
1132     return values and can only be applied to one parameter.
1134 ``nonnull``
1135     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
1136     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1137     checked or enforced by LLVM; if the parameter or return pointer is null,
1138     the behavior is undefined.
1140 ``dereferenceable(<n>)``
1141     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1142     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1143     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1144     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1145     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1146     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1147     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1148     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1149     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1151 ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1152     This indicates that the parameter or return value isn't both
1153     non-null and non-dereferenceable (up to ``<n>`` bytes) at the same
1154     time. All non-null pointers tagged with
1155     ``dereferenceable_or_null(<n>)`` are ``dereferenceable(<n>)``.
1156     For address space 0 ``dereferenceable_or_null(<n>)`` implies that
1157     a pointer is exactly one of ``dereferenceable(<n>)`` or ``null``,
1158     and in other address spaces ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1159     implies that a pointer is at least one of ``dereferenceable(<n>)``
1160     or ``null`` (i.e. it may be both ``null`` and
1161     ``dereferenceable(<n>)``). This attribute may only be applied to
1162     pointer typed parameters.
1164 ``swiftself``
1165     This indicates that the parameter is the self/context parameter. This is not
1166     a valid attribute for return values and can only be applied to one
1167     parameter.
1169 ``swifterror``
1170     This attribute is motivated to model and optimize Swift error handling. It
1171     can be applied to a parameter with pointer to pointer type or a
1172     pointer-sized alloca. At the call site, the actual argument that corresponds
1173     to a ``swifterror`` parameter has to come from a ``swifterror`` alloca or
1174     the ``swifterror`` parameter of the caller. A ``swifterror`` value (either
1175     the parameter or the alloca) can only be loaded and stored from, or used as
1176     a ``swifterror`` argument. This is not a valid attribute for return values
1177     and can only be applied to one parameter.
1179     These constraints allow the calling convention to optimize access to
1180     ``swifterror`` variables by associating them with a specific register at
1181     call boundaries rather than placing them in memory. Since this does change
1182     the calling convention, a function which uses the ``swifterror`` attribute
1183     on a parameter is not ABI-compatible with one which does not.
1185     These constraints also allow LLVM to assume that a ``swifterror`` argument
1186     does not alias any other memory visible within a function and that a
1187     ``swifterror`` alloca passed as an argument does not escape.
1189 ``immarg``
1190     This indicates the parameter is required to be an immediate
1191     value. This must be a trivial immediate integer or floating-point
1192     constant. Undef or constant expressions are not valid. This is
1193     only valid on intrinsic declarations and cannot be applied to a
1194     call site or arbitrary function.
1196 .. _gc:
1198 Garbage Collector Strategy Names
1199 --------------------------------
1201 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1202 string:
1204 .. code-block:: llvm
1206     define void @f() gc "name" { ... }
1208 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM
1209 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins. Specifying a GC
1210 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the
1211 named garbage collection algorithm. Note that LLVM itself does not contain a
1212 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1213 which can interoperate with a collector provided externally.
1215 .. _prefixdata:
1217 Prefix Data
1218 -----------
1220 Prefix data is data associated with a function which the code
1221 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1222 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1223 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1224 available through the function pointer while still allowing the
1225 function pointer to be called.
1227 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1228 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1229 index -1. This implies that the IR symbol points just past the end of
1230 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1231 with a single ``i32``,
1233 .. code-block:: llvm
1235     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1237 The prefix data can be referenced as,
1239 .. code-block:: llvm
1241     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1242     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1243     %b = load i32, i32* %a
1245 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1246 of the prefix data's type. The function will be placed such that the
1247 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1248 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1249 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1250 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1251 data.
1253 A function may have prefix data but no body. This has similar semantics
1254 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1255 optimizers but will not be emitted in the object file.
1257 .. _prologuedata:
1259 Prologue Data
1260 -------------
1262 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1263 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1264 function hot-patching and instrumentation.
1266 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1267 have a particular format. Specifically, it must begin with a sequence of
1268 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1269 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1270 the prologue data, without performing any other visible action. This allows
1271 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1272 definition without needing to reason about the prologue data. Obviously this
1273 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1275 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1276 which encodes the ``nop`` instruction:
1278 .. code-block:: text
1280     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1282 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1283 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1284 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1286 .. code-block:: text
1288     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1290     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1292 A function may have prologue data but no body. This has similar semantics
1293 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1294 optimizers but will not be emitted in the object file.
1296 .. _personalityfn:
1298 Personality Function
1299 --------------------
1301 The ``personality`` attribute permits functions to specify what function
1302 to use for exception handling.
1304 .. _attrgrp:
1306 Attribute Groups
1307 ----------------
1309 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1310 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1311 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1312 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1313 group will capture the important command line flags used to build that file.
1315 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1316 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1317 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1318 different groups are merged.
1320 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1321 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1323 .. code-block:: llvm
1325    ; Target-independent attributes:
1326    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1328    ; Target-dependent attributes:
1329    attributes #1 = { "no-sse" }
1331    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1332    define void @f() #0 #1 { ... }
1334 .. _fnattrs:
1336 Function Attributes
1337 -------------------
1339 Function attributes are set to communicate additional information about
1340 a function. Function attributes are considered to be part of the
1341 function, not of the function type, so functions with different function
1342 attributes can have the same function type.
1344 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1345 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1346 example:
1348 .. code-block:: llvm
1350     define void @f() noinline { ... }
1351     define void @f() alwaysinline { ... }
1352     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1353     define void @f() optsize { ... }
1355 ``alignstack(<n>)``
1356     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1357     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1358     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1359     parentheses.
1360 ``allocsize(<EltSizeParam>[, <NumEltsParam>])``
1361     This attribute indicates that the annotated function will always return at
1362     least a given number of bytes (or null). Its arguments are zero-indexed
1363     parameter numbers; if one argument is provided, then it's assumed that at
1364     least ``CallSite.Args[EltSizeParam]`` bytes will be available at the
1365     returned pointer. If two are provided, then it's assumed that
1366     ``CallSite.Args[EltSizeParam] * CallSite.Args[NumEltsParam]`` bytes are
1367     available. The referenced parameters must be integer types. No assumptions
1368     are made about the contents of the returned block of memory.
1369 ``alwaysinline``
1370     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1371     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1372     inlining size threshold for this caller.
1373 ``builtin``
1374     This indicates that the callee function at a call site should be
1375     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1376     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1377     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1378     attribute.
1379 ``cold``
1380     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1381     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1382     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1383     weight.
1384 ``convergent``
1385     In some parallel execution models, there exist operations that cannot be
1386     made control-dependent on any additional values.  We call such operations
1387     ``convergent``, and mark them with this attribute.
1389     The ``convergent`` attribute may appear on functions or call/invoke
1390     instructions.  When it appears on a function, it indicates that calls to
1391     this function should not be made control-dependent on additional values.
1392     For example, the intrinsic ``llvm.nvvm.barrier0`` is ``convergent``, so
1393     calls to this intrinsic cannot be made control-dependent on additional
1394     values.
1396     When it appears on a call/invoke, the ``convergent`` attribute indicates
1397     that we should treat the call as though we're calling a convergent
1398     function.  This is particularly useful on indirect calls; without this we
1399     may treat such calls as though the target is non-convergent.
1401     The optimizer may remove the ``convergent`` attribute on functions when it
1402     can prove that the function does not execute any convergent operations.
1403     Similarly, the optimizer may remove ``convergent`` on calls/invokes when it
1404     can prove that the call/invoke cannot call a convergent function.
1405 ``inaccessiblememonly``
1406     This attribute indicates that the function may only access memory that
1407     is not accessible by the module being compiled. This is a weaker form
1408     of ``readnone``. If the function reads or writes other memory, the
1409     behavior is undefined.
1410 ``inaccessiblemem_or_argmemonly``
1411     This attribute indicates that the function may only access memory that is
1412     either not accessible by the module being compiled, or is pointed to
1413     by its pointer arguments. This is a weaker form of  ``argmemonly``. If the
1414     function reads or writes other memory, the behavior is undefined.
1415 ``inlinehint``
1416     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1417     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1418     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1419     inliner.
1420 ``jumptable``
1421     This attribute indicates that the function should be added to a
1422     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1423     references to this function should be replaced with a reference to the
1424     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1425     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1426     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1427     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1428 ``minsize``
1429     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1430     passes make choices that keep the code size of this function as small
1431     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1432     performance in order to minimize the size of the generated code.
1433 ``naked``
1434     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1435     function. This can have very system-specific consequences.
1436 ``no-jump-tables``
1437     When this attribute is set to true, the jump tables and lookup tables that
1438     can be generated from a switch case lowering are disabled.
1439 ``nobuiltin``
1440     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1441     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1442     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1443     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1444     and on function declarations and definitions.
1445 ``noduplicate``
1446     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1447     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1448     within its parent function, but may not be duplicated within
1449     its parent function.
1451     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1452     be an inlining candidate, provided that the call is not
1453     duplicated by inlining. That implies that the function has
1454     internal linkage and only has one call site, so the original
1455     call is dead after inlining.
1456 ``nofree``
1457     This function attribute indicates that the function does not, directly or
1458     indirectly, call a memory-deallocation function (free, for example). As a
1459     result, uncaptured pointers that are known to be dereferenceable prior to a
1460     call to a function with the ``nofree`` attribute are still known to be
1461     dereferenceable after the call (the capturing condition is necessary in
1462     environments where the function might communicate the pointer to another thread
1463     which then deallocates the memory).
1464 ``noimplicitfloat``
1465     This attributes disables implicit floating-point instructions.
1466 ``noinline``
1467     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1468     function in any situation. This attribute may not be used together
1469     with the ``alwaysinline`` attribute.
1470 ``nonlazybind``
1471     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1472     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1473     startup time if the function is not called during program startup.
1474 ``noredzone``
1475     This attribute indicates that the code generator should not use a
1476     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1477 ``indirect-tls-seg-refs``
1478     This attribute indicates that the code generator should not use
1479     direct TLS access through segment registers, even if the
1480     target-specific ABI normally permits it.
1481 ``noreturn``
1482     This function attribute indicates that the function never returns
1483     normally, hence through a return instruction. This produces undefined
1484     behavior at runtime if the function ever does dynamically return. Annotated
1485     functions may still raise an exception, i.a., ``nounwind`` is not implied.
1486 ``norecurse``
1487     This function attribute indicates that the function does not call itself
1488     either directly or indirectly down any possible call path. This produces
1489     undefined behavior at runtime if the function ever does recurse.
1490 ``willreturn``
1491     This function attribute indicates that a call of this function will
1492     either exhibit undefined behavior or comes back and continues execution
1493     at a point in the existing call stack that includes the current invocation.
1494     Annotated functions may still raise an exception, i.a., ``nounwind`` is not implied.
1495     If an invocation of an annotated function does not return control back
1496     to a point in the call stack, the behavior is undefined.
1497 ``nosync``
1498     This function attribute indicates that the function does not communicate
1499     (synchronize) with another thread through memory or other well-defined means.
1500     Synchronization is considered possible in the presence of `atomic` accesses
1501     that enforce an order, thus not "unordered" and "monotonic", `volatile` accesses,
1502     as well as `convergent` function calls. Note that through `convergent` function calls
1503     non-memory communication, e.g., cross-lane operations, are possible and are also
1504     considered synchronization. However `convergent` does not contradict `nosync`.
1505     If an annotated function does ever synchronize with another thread,
1506     the behavior is undefined.
1507 ``nounwind``
1508     This function attribute indicates that the function never raises an
1509     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1510     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1511     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1512     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1513     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1514 ``"null-pointer-is-valid"``
1515    If ``"null-pointer-is-valid"`` is set to ``"true"``, then ``null`` address
1516    in address-space 0 is considered to be a valid address for memory loads and
1517    stores. Any analysis or optimization should not treat dereferencing a
1518    pointer to ``null`` as undefined behavior in this function.
1519    Note: Comparing address of a global variable to ``null`` may still
1520    evaluate to false because of a limitation in querying this attribute inside
1521    constant expressions.
1522 ``optforfuzzing``
1523     This attribute indicates that this function should be optimized
1524     for maximum fuzzing signal.
1525 ``optnone``
1526     This function attribute indicates that most optimization passes will skip
1527     this function, with the exception of interprocedural optimization passes.
1528     Code generation defaults to the "fast" instruction selector.
1529     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1530     attribute; this attribute is also incompatible
1531     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1533     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1534     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1535     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1536     candidates for inlining into the body of this function.
1537 ``optsize``
1538     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1539     passes make choices that keep the code size of this function low,
1540     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1541     long as they do not significantly impact runtime performance.
1542 ``"patchable-function"``
1543     This attribute tells the code generator that the code
1544     generated for this function needs to follow certain conventions that
1545     make it possible for a runtime function to patch over it later.
1546     The exact effect of this attribute depends on its string value,
1547     for which there currently is one legal possibility:
1549      * ``"prologue-short-redirect"`` - This style of patchable
1550        function is intended to support patching a function prologue to
1551        redirect control away from the function in a thread safe
1552        manner.  It guarantees that the first instruction of the
1553        function will be large enough to accommodate a short jump
1554        instruction, and will be sufficiently aligned to allow being
1555        fully changed via an atomic compare-and-swap instruction.
1556        While the first requirement can be satisfied by inserting large
1557        enough NOP, LLVM can and will try to re-purpose an existing
1558        instruction (i.e. one that would have to be emitted anyway) as
1559        the patchable instruction larger than a short jump.
1561        ``"prologue-short-redirect"`` is currently only supported on
1562        x86-64.
1564     This attribute by itself does not imply restrictions on
1565     inter-procedural optimizations.  All of the semantic effects the
1566     patching may have to be separately conveyed via the linkage type.
1567 ``"probe-stack"``
1568     This attribute indicates that the function will trigger a guard region
1569     in the end of the stack. It ensures that accesses to the stack must be
1570     no further apart than the size of the guard region to a previous
1571     access of the stack. It takes one required string value, the name of
1572     the stack probing function that will be called.
1574     If a function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into
1575     a function with another ``"probe-stack"`` attribute, the resulting
1576     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the caller. If a
1577     function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into a
1578     function that has no ``"probe-stack"`` attribute at all, the resulting
1579     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the callee.
1580 ``readnone``
1581     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1582     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1583     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1584     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1585     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1586     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1587     to callers. This means while it cannot unwind exceptions by calling
1588     the ``C++`` exception throwing methods (since they write to memory), there may
1589     be non-``C++`` mechanisms that throw exceptions without writing to LLVM
1590     visible memory.
1592     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1593     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1594     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1596     If a readnone function reads or writes memory visible to the program, or
1597     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads from
1598     or writes to a readnone pointer argument, the behavior is undefined.
1599 ``readonly``
1600     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1601     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1602     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1603     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1604     state that may be set in the caller. A readonly function always
1605     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1606     called with the same set of arguments and global state.  This means while it
1607     cannot unwind exceptions by calling the ``C++`` exception throwing methods
1608     (since they write to memory), there may be non-``C++`` mechanisms that throw
1609     exceptions without writing to LLVM visible memory.
1611     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1612     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1613     the pointer points to.
1615     If a readonly function writes memory visible to the program, or
1616     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function writes to
1617     a readonly pointer argument, the behavior is undefined.
1618 ``"stack-probe-size"``
1619     This attribute controls the behavior of stack probes: either
1620     the ``"probe-stack"`` attribute, or ABI-required stack probes, if any.
1621     It defines the size of the guard region. It ensures that if the function
1622     may use more stack space than the size of the guard region, stack probing
1623     sequence will be emitted. It takes one required integer value, which
1624     is 4096 by default.
1626     If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is inlined into
1627     a function with another ``"stack-probe-size"`` attribute, the resulting
1628     function has the ``"stack-probe-size"`` attribute that has the lower
1629     numeric value. If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is
1630     inlined into a function that has no ``"stack-probe-size"`` attribute
1631     at all, the resulting function has the ``"stack-probe-size"`` attribute
1632     of the callee.
1633 ``"no-stack-arg-probe"``
1634     This attribute disables ABI-required stack probes, if any.
1635 ``writeonly``
1636     On a function, this attribute indicates that the function may write to but
1637     does not read from memory.
1639     On an argument, this attribute indicates that the function may write to but
1640     does not read through this pointer argument (even though it may read from
1641     the memory that the pointer points to).
1643     If a writeonly function reads memory visible to the program, or
1644     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads
1645     from a writeonly pointer argument, the behavior is undefined.
1646 ``argmemonly``
1647     This attribute indicates that the only memory accesses inside function are
1648     loads and stores from objects pointed to by its pointer-typed arguments,
1649     with arbitrary offsets. Or in other words, all memory operations in the
1650     function can refer to memory only using pointers based on its function
1651     arguments.
1653     Note that ``argmemonly`` can be used together with ``readonly`` attribute
1654     in order to specify that function reads only from its arguments.
1656     If an argmemonly function reads or writes memory other than the pointer
1657     arguments, or has other side-effects, the behavior is undefined.
1658 ``returns_twice``
1659     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1660     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1661     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1662     functions.
1663 ``safestack``
1664     This attribute indicates that
1665     `SafeStack <http://clang.llvm.org/docs/SafeStack.html>`_
1666     protection is enabled for this function.
1668     If a function that has a ``safestack`` attribute is inlined into a
1669     function that doesn't have a ``safestack`` attribute or which has an
1670     ``ssp``, ``sspstrong`` or ``sspreq`` attribute, then the resulting
1671     function will have a ``safestack`` attribute.
1672 ``sanitize_address``
1673     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1674     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1675 ``sanitize_memory``
1676     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1677     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1678 ``sanitize_thread``
1679     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1680     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1681 ``sanitize_hwaddress``
1682     This attribute indicates that HWAddressSanitizer checks
1683     (dynamic address safety analysis based on tagged pointers) are enabled for
1684     this function.
1685 ``sanitize_memtag``
1686     This attribute indicates that MemTagSanitizer checks
1687     (dynamic address safety analysis based on Armv8 MTE) are enabled for
1688     this function.
1689 ``speculative_load_hardening``
1690     This attribute indicates that
1691     `Speculative Load Hardening <https://llvm.org/docs/SpeculativeLoadHardening.html>`_
1692     should be enabled for the function body.
1694     Speculative Load Hardening is a best-effort mitigation against
1695     information leak attacks that make use of control flow
1696     miss-speculation - specifically miss-speculation of whether a branch
1697     is taken or not. Typically vulnerabilities enabling such attacks are
1698     classified as "Spectre variant #1". Notably, this does not attempt to
1699     mitigate against miss-speculation of branch target, classified as
1700     "Spectre variant #2" vulnerabilities.
1702     When inlining, the attribute is sticky. Inlining a function that carries
1703     this attribute will cause the caller to gain the attribute. This is intended
1704     to provide a maximally conservative model where the code in a function
1705     annotated with this attribute will always (even after inlining) end up
1706     hardened.
1707 ``speculatable``
1708     This function attribute indicates that the function does not have any
1709     effects besides calculating its result and does not have undefined behavior.
1710     Note that ``speculatable`` is not enough to conclude that along any
1711     particular execution path the number of calls to this function will not be
1712     externally observable. This attribute is only valid on functions
1713     and declarations, not on individual call sites. If a function is
1714     incorrectly marked as speculatable and really does exhibit
1715     undefined behavior, the undefined behavior may be observed even
1716     if the call site is dead code.
1718 ``ssp``
1719     This attribute indicates that the function should emit a stack
1720     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1721     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1722     return from the function to see if it has been overwritten. A
1723     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1724     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1726     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1727     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1728     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1729       ``ssp-buffer-size``.
1731     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1732     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1734     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1735     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1736     function will have an ``ssp`` attribute.
1737 ``sspreq``
1738     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1739     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1740     attribute.
1742     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1743     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1744     The specific layout rules are:
1746     #. Large arrays and structures containing large arrays
1747        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1748     #. Small arrays and structures containing small arrays
1749        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1750     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1751        protector.
1753     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1754     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1755     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1756     an ``sspreq`` attribute.
1757 ``sspstrong``
1758     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1759     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1760     determining if a function needs stack protectors. The strong heuristic
1761     will enable protectors for functions with:
1763     - Arrays of any size and type
1764     - Aggregates containing an array of any size and type.
1765     - Calls to alloca().
1766     - Local variables that have had their address taken.
1768     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1769     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1770     The specific layout rules are:
1772     #. Large arrays and structures containing large arrays
1773        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1774     #. Small arrays and structures containing small arrays
1775        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1776     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1777        protector.
1779     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1781     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1782     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1783     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1784 ``strictfp``
1785     This attribute indicates that the function was called from a scope that
1786     requires strict floating-point semantics.  LLVM will not attempt any
1787     optimizations that require assumptions about the floating-point rounding
1788     mode or that might alter the state of floating-point status flags that
1789     might otherwise be set or cleared by calling this function.
1790 ``"thunk"``
1791     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1792     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1793     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1794     match the thunk target prototype.
1795 ``uwtable``
1796     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1797     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1798     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1799     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1800     units.
1801 ``nocf_check``
1802     This attribute indicates that no control-flow check will be performed on
1803     the attributed entity. It disables -fcf-protection=<> for a specific
1804     entity to fine grain the HW control flow protection mechanism. The flag
1805     is target independent and currently appertains to a function or function
1806     pointer.
1807 ``shadowcallstack``
1808     This attribute indicates that the ShadowCallStack checks are enabled for
1809     the function. The instrumentation checks that the return address for the
1810     function has not changed between the function prolog and eiplog. It is
1811     currently x86_64-specific.
1813 .. _glattrs:
1815 Global Attributes
1816 -----------------
1818 Attributes may be set to communicate additional information about a global variable.
1819 Unlike :ref:`function attributes <fnattrs>`, attributes on a global variable
1820 are grouped into a single :ref:`attribute group <attrgrp>`.
1822 .. _opbundles:
1824 Operand Bundles
1825 ---------------
1827 Operand bundles are tagged sets of SSA values that can be associated
1828 with certain LLVM instructions (currently only ``call`` s and
1829 ``invoke`` s).  In a way they are like metadata, but dropping them is
1830 incorrect and will change program semantics.
1832 Syntax::
1834     operand bundle set ::= '[' operand bundle (, operand bundle )* ']'
1835     operand bundle ::= tag '(' [ bundle operand ] (, bundle operand )* ')'
1836     bundle operand ::= SSA value
1837     tag ::= string constant
1839 Operand bundles are **not** part of a function's signature, and a
1840 given function may be called from multiple places with different kinds
1841 of operand bundles.  This reflects the fact that the operand bundles
1842 are conceptually a part of the ``call`` (or ``invoke``), not the
1843 callee being dispatched to.
1845 Operand bundles are a generic mechanism intended to support
1846 runtime-introspection-like functionality for managed languages.  While
1847 the exact semantics of an operand bundle depend on the bundle tag,
1848 there are certain limitations to how much the presence of an operand
1849 bundle can influence the semantics of a program.  These restrictions
1850 are described as the semantics of an "unknown" operand bundle.  As
1851 long as the behavior of an operand bundle is describable within these
1852 restrictions, LLVM does not need to have special knowledge of the
1853 operand bundle to not miscompile programs containing it.
1855 - The bundle operands for an unknown operand bundle escape in unknown
1856   ways before control is transferred to the callee or invokee.
1857 - Calls and invokes with operand bundles have unknown read / write
1858   effect on the heap on entry and exit (even if the call target is
1859   ``readnone`` or ``readonly``), unless they're overridden with
1860   callsite specific attributes.
1861 - An operand bundle at a call site cannot change the implementation
1862   of the called function.  Inter-procedural optimizations work as
1863   usual as long as they take into account the first two properties.
1865 More specific types of operand bundles are described below.
1867 .. _deopt_opbundles:
1869 Deoptimization Operand Bundles
1870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1872 Deoptimization operand bundles are characterized by the ``"deopt"``
1873 operand bundle tag.  These operand bundles represent an alternate
1874 "safe" continuation for the call site they're attached to, and can be
1875 used by a suitable runtime to deoptimize the compiled frame at the
1876 specified call site.  There can be at most one ``"deopt"`` operand
1877 bundle attached to a call site.  Exact details of deoptimization is
1878 out of scope for the language reference, but it usually involves
1879 rewriting a compiled frame into a set of interpreted frames.
1881 From the compiler's perspective, deoptimization operand bundles make
1882 the call sites they're attached to at least ``readonly``.  They read
1883 through all of their pointer typed operands (even if they're not
1884 otherwise escaped) and the entire visible heap.  Deoptimization
1885 operand bundles do not capture their operands except during
1886 deoptimization, in which case control will not be returned to the
1887 compiled frame.
1889 The inliner knows how to inline through calls that have deoptimization
1890 operand bundles.  Just like inlining through a normal call site
1891 involves composing the normal and exceptional continuations, inlining
1892 through a call site with a deoptimization operand bundle needs to
1893 appropriately compose the "safe" deoptimization continuation.  The
1894 inliner does this by prepending the parent's deoptimization
1895 continuation to every deoptimization continuation in the inlined body.
1896 E.g. inlining ``@f`` into ``@g`` in the following example
1898 .. code-block:: llvm
1900     define void @f() {
1901       call void @x()  ;; no deopt state
1902       call void @y() [ "deopt"(i32 10) ]
1903       call void @y() [ "deopt"(i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1904       ret void
1905     }
1907     define void @g() {
1908       call void @f() [ "deopt"(i32 20) ]
1909       ret void
1910     }
1912 will result in
1914 .. code-block:: llvm
1916     define void @g() {
1917       call void @x()  ;; still no deopt state
1918       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10) ]
1919       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1920       ret void
1921     }
1923 It is the frontend's responsibility to structure or encode the
1924 deoptimization state in a way that syntactically prepending the
1925 caller's deoptimization state to the callee's deoptimization state is
1926 semantically equivalent to composing the caller's deoptimization
1927 continuation after the callee's deoptimization continuation.
1929 .. _ob_funclet:
1931 Funclet Operand Bundles
1932 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1934 Funclet operand bundles are characterized by the ``"funclet"``
1935 operand bundle tag.  These operand bundles indicate that a call site
1936 is within a particular funclet.  There can be at most one
1937 ``"funclet"`` operand bundle attached to a call site and it must have
1938 exactly one bundle operand.
1940 If any funclet EH pads have been "entered" but not "exited" (per the
1941 `description in the EH doc\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
1942 it is undefined behavior to execute a ``call`` or ``invoke`` which:
1944 * does not have a ``"funclet"`` bundle and is not a ``call`` to a nounwind
1945   intrinsic, or
1946 * has a ``"funclet"`` bundle whose operand is not the most-recently-entered
1947   not-yet-exited funclet EH pad.
1949 Similarly, if no funclet EH pads have been entered-but-not-yet-exited,
1950 executing a ``call`` or ``invoke`` with a ``"funclet"`` bundle is undefined behavior.
1952 GC Transition Operand Bundles
1953 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1955 GC transition operand bundles are characterized by the
1956 ``"gc-transition"`` operand bundle tag. These operand bundles mark a
1957 call as a transition between a function with one GC strategy to a
1958 function with a different GC strategy. If coordinating the transition
1959 between GC strategies requires additional code generation at the call
1960 site, these bundles may contain any values that are needed by the
1961 generated code.  For more details, see :ref:`GC Transitions
1962 <gc_transition_args>`.
1964 .. _moduleasm:
1966 Module-Level Inline Assembly
1967 ----------------------------
1969 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1970 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1971 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1972 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1974 .. code-block:: llvm
1976     module asm "inline asm code goes here"
1977     module asm "more can go here"
1979 The strings can contain any character by escaping non-printable
1980 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1981 two digit hex code for the number.
1983 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1984 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1986 .. _langref_datalayout:
1988 Data Layout
1989 -----------
1991 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1992 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1993 simply:
1995 .. code-block:: llvm
1997     target datalayout = "layout specification"
1999 The *layout specification* consists of a list of specifications
2000 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
2001 with a letter and may include other information after the letter to
2002 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
2003 as follows:
2005 ``E``
2006     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
2007     the bits with the most significance have the lowest address
2008     location.
2009 ``e``
2010     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
2011     is, the bits with the least significance have the lowest address
2012     location.
2013 ``S<size>``
2014     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
2015     promotion of stack variables is limited to the natural stack
2016     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
2017     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
2018     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
2019     alignment promotions.
2020 ``P<address space>``
2021     Specifies the address space that corresponds to program memory.
2022     Harvard architectures can use this to specify what space LLVM
2023     should place things such as functions into. If omitted, the
2024     program memory space defaults to the default address space of 0,
2025     which corresponds to a Von Neumann architecture that has code
2026     and data in the same space.
2027 ``A<address space>``
2028     Specifies the address space of objects created by '``alloca``'.
2029     Defaults to the default address space of 0.
2030 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>:<idx>``
2031     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
2032     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. The fourth parameter
2033     ``<idx>`` is a size of index that used for address calculation. If not
2034     specified, the default index size is equal to the pointer size. All sizes
2035     are in bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
2036     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
2037     in the range [1,2^23).
2038 ``i<size>:<abi>:<pref>``
2039     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
2040     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
2041 ``v<size>:<abi>:<pref>``
2042     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
2043     ``<size>``.
2044 ``f<size>:<abi>:<pref>``
2045     This specifies the alignment for a floating-point type of a given bit
2046     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
2047     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
2048     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
2049     targets.
2050 ``a:<abi>:<pref>``
2051     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
2052 ``F<type><abi>``
2053     This specifies the alignment for function pointers.
2054     The options for ``<type>`` are:
2056     * ``i``: The alignment of function pointers is independent of the alignment
2057       of functions, and is a multiple of ``<abi>``.
2058     * ``n``: The alignment of function pointers is a multiple of the explicit
2059       alignment specified on the function, and is a multiple of ``<abi>``.
2060 ``m:<mangling>``
2061     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. Symbols
2062     prefixed with the mangling escape character ``\01`` are passed through
2063     directly to the assembler without the escape character. The mangling style
2064     options are
2066     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
2067     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
2068     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
2069       symbols get a ``_`` prefix.
2070     * ``x``: Windows x86 COFF mangling: Private symbols get the usual prefix.
2071       Regular C symbols get a ``_`` prefix. Functions with ``__stdcall``,
2072       ``__fastcall``, and ``__vectorcall`` have custom mangling that appends
2073       ``@N`` where N is the number of bytes used to pass parameters. C++ symbols
2074       starting with ``?`` are not mangled in any way.
2075     * ``w``: Windows COFF mangling: Similar to ``x``, except that normal C
2076       symbols do not receive a ``_`` prefix.
2077 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
2078     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
2079     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
2080     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
2081     this set are considered to support most general arithmetic operations
2082     efficiently.
2083 ``ni:<address space0>:<address space1>:<address space2>...``
2084     This specifies pointer types with the specified address spaces
2085     as :ref:`Non-Integral Pointer Type <nointptrtype>` s.  The ``0``
2086     address space cannot be specified as non-integral.
2088 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
2089 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
2090 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
2092 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
2093 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
2094 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
2095 specifications are given in this list:
2097 -  ``E`` - big endian
2098 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
2099 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
2100    same as the default address space.
2101 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
2102 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
2103 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
2104 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
2105 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
2106 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
2107    alignment of 64-bits
2108 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
2109 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
2110 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
2111 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
2112 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
2113 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
2114 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
2116 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
2117 following rules:
2119 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
2120    that specification is used.
2121 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
2122    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
2123    sought type is used. If none of the specifications are larger than
2124    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
2125    given the default specifications above, the i7 type will use the
2126    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
2127    alignment of i64 (largest specified).
2128 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
2129    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
2130    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
2131    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
2133 The function of the data layout string may not be what you expect.
2134 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
2135 the code generator should use.
2137 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
2138 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
2139 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
2140 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
2141 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
2142 don't specify the string, the default specifications will be used to
2143 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
2144 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
2145 these default specifications.
2147 .. _langref_triple:
2149 Target Triple
2150 -------------
2152 A module may specify a target triple string that describes the target
2153 host. The syntax for the target triple is simply:
2155 .. code-block:: llvm
2157     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
2159 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
2160 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
2164     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
2165     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
2167 This information is passed along to the backend so that it generates
2168 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
2169 command line with the ``-mtriple`` command line option.
2171 .. _pointeraliasing:
2173 Pointer Aliasing Rules
2174 ----------------------
2176 Any memory access must be done through a pointer value associated with
2177 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
2178 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
2179 to the following rules:
2181 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
2182    value it is *based* on.
2183 -  An address of a global variable is associated with the address range
2184    of the variable's storage.
2185 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
2186    address range of the allocated storage.
2187 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
2188    address.
2189 -  An :ref:`undef value <undefvalues>` in *any* address-space is
2190    associated with no address.
2191 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
2192    a function not defined within LLVM may be associated with address
2193    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
2194    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
2195    allocated by mechanisms provided by LLVM.
2197 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
2198 following rules:
2200 -  A pointer value formed from a scalar ``getelementptr`` operation is *based* on
2201    the pointer-typed operand of the ``getelementptr``.
2202 -  The pointer in lane *l* of the result of a vector ``getelementptr`` operation
2203    is *based* on the pointer in lane *l* of the vector-of-pointers-typed operand
2204    of the ``getelementptr``.
2205 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
2206    ``bitcast``.
2207 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
2208    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
2209    the pointer's value.
2210 -  The "*based* on" relationship is transitive.
2212 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
2213 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
2215 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
2216 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
2217 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
2218 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
2219 alignment of the store.
2221 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
2222 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
2223 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
2224 which specialized optimization passes may use to implement type-based
2225 alias analysis.
2227 .. _volatile:
2229 Volatile Memory Accesses
2230 ------------------------
2232 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
2233 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
2234 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
2235 volatile operations or change their order of execution relative to other
2236 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
2237 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
2238 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
2240 A volatile load or store may have additional target-specific semantics.
2241 Any volatile operation can have side effects, and any volatile operation
2242 can read and/or modify state which is not accessible via a regular load
2243 or store in this module. Volatile operations may use addresses which do
2244 not point to memory (like MMIO registers). This means the compiler may
2245 not use a volatile operation to prove a non-volatile access to that
2246 address has defined behavior.
2248 The allowed side-effects for volatile accesses are limited.  If a
2249 non-volatile store to a given address would be legal, a volatile
2250 operation may modify the memory at that address. A volatile operation
2251 may not modify any other memory accessible by the module being compiled.
2252 A volatile operation may not call any code in the current module.
2254 The compiler may assume execution will continue after a volatile operation,
2255 so operations which modify memory or may have undefined behavior can be
2256 hoisted past a volatile operation.
2258 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
2259 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
2260 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
2261 target-legal volatile load/store instructions.
2263 .. admonition:: Rationale
2265  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
2266  data width to be executed as single instruction. For example, in C
2267  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
2268  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
2269  frontend upholds these expectations, which are intentionally
2270  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
2271  do not violate the frontend's contract with the language.
2273 .. _memmodel:
2275 Memory Model for Concurrent Operations
2276 --------------------------------------
2278 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
2279 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
2280 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
2281 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
2283 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
2285 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
2286 that
2288 -  Is a superset of single-thread program order, and
2289 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
2290    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
2291    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
2292    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
2293    Constraints <ordering>`).
2295 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
2296 between a thread and signals executing inside that thread.
2298 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
2299 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
2300 (defined) write operations (store instructions, atomic
2301 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
2302 section, initialized globals are considered to have a write of the
2303 initializer which is atomic and happens before any other read or write
2304 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
2305 may see any write to the same byte, except:
2307 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
2308    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
2309    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
2310 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
2311    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
2313 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
2315 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
2316    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
2317    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
2318    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
2319    synchronization.)
2320 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
2321    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
2322 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
2323    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
2324 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
2325    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
2326    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
2327    constraints on how the choice is made.
2328 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
2330 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
2331 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
2332 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
2333 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
2334 than one instruction to read the series of bytes.
2336 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
2337 model places only one restriction on IR transformations on top of what
2338 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
2339 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
2340 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
2341 from an address, introducing a store can change a load that may see
2342 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
2344 .. _ordering:
2346 Atomic Memory Ordering Constraints
2347 ----------------------------------
2349 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
2350 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
2351 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
2352 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
2353 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
2354 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
2355 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
2356 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
2357 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
2358 differently since they don't take an address. See that instruction's
2359 documentation for details.
2361 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
2362 :doc:`Atomics`.
2364 ``unordered``
2365     The set of values that can be read is governed by the happens-before
2366     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
2367     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
2368     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
2369     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
2370     to make them atomic in any interesting way.
2371 ``monotonic``
2372     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
2373     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
2374     address. All modification orders must be compatible with the
2375     happens-before order. There is no guarantee that the modification
2376     orders can be combined to a global total order for the whole program
2377     (and this often will not be possible). The read in an atomic
2378     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
2379     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
2380     order immediately before the value it writes. If one atomic read
2381     happens before another atomic read of the same address, the later
2382     read must see the same value or a later value in the address's
2383     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
2384     stronger) operations on the same address. If an address is written
2385     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
2386     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
2387     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
2388     ``memory_order_relaxed``.
2389 ``acquire``
2390     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
2391     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
2392     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
2393 ``release``
2394     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
2395     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
2396     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
2397     complete description; see the C++0x definition of a release
2398     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
2399     ``memory_order_release``.
2400 ``acq_rel`` (acquire+release)
2401     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
2402     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
2403 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
2404     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
2405     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
2406     writes), there is a global total order on all
2407     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
2408     consistent with the *happens-before* partial order and with the
2409     modification orders of all the affected addresses. Each
2410     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
2411     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
2412     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
2414 .. _syncscope:
2416 If an atomic operation is marked ``syncscope("singlethread")``, it only
2417 *synchronizes with* and only participates in the seq\_cst total orderings of
2418 other operations running in the same thread (for example, in signal handlers).
2420 If an atomic operation is marked ``syncscope("<target-scope>")``, where
2421 ``<target-scope>`` is a target specific synchronization scope, then it is target
2422 dependent if it *synchronizes with* and participates in the seq\_cst total
2423 orderings of other operations.
2425 Otherwise, an atomic operation that is not marked ``syncscope("singlethread")``
2426 or ``syncscope("<target-scope>")`` *synchronizes with* and participates in the
2427 seq\_cst total orderings of other operations that are not marked
2428 ``syncscope("singlethread")`` or ``syncscope("<target-scope>")``.
2430 .. _floatenv:
2432 Floating-Point Environment
2433 --------------------------
2435 The default LLVM floating-point environment assumes that floating-point
2436 instructions do not have side effects. Results assume the round-to-nearest
2437 rounding mode. No floating-point exception state is maintained in this
2438 environment. Therefore, there is no attempt to create or preserve invalid
2439 operation (SNaN) or division-by-zero exceptions.
2441 The benefit of this exception-free assumption is that floating-point
2442 operations may be speculated freely without any other fast-math relaxations
2443 to the floating-point model.
2445 Code that requires different behavior than this should use the
2446 :ref:`Constrained Floating-Point Intrinsics <constrainedfp>`.
2448 .. _fastmath:
2450 Fast-Math Flags
2451 ---------------
2453 LLVM IR floating-point operations (:ref:`fadd <i_fadd>`,
2454 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
2455 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`) and :ref:`call <i_call>`
2456 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2457 floating-point transformations.
2459 ``nnan``
2460    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2461    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2462    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2464 ``ninf``
2465    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2466    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2467    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2469 ``nsz``
2470    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2471    argument or result as insignificant.
2473 ``arcp``
2474    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2475    argument rather than perform division.
2477 ``contract``
2478    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2479    addition into a fused multiply-and-add).
2481 ``afn``
2482    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2483    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2484    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2486 ``reassoc``
2487    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2488    This may dramatically change results in floating-point.
2490 ``fast``
2491    This flag implies all of the others.
2493 .. _uselistorder:
2495 Use-list Order Directives
2496 -------------------------
2498 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2499 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2500 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2501 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2503 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2504 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2505 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2507 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2508 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2509 function's scope.
2511 :Syntax:
2515     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2516     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2518 :Examples:
2522     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2523     entry:
2524       ; ... instructions ...
2525     bb:
2526       ; ... instructions ...
2528       ; At function scope.
2529       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2530       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2531     }
2533     ; At global scope.
2534     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2535     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2536     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2537     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2539 .. _source_filename:
2541 Source Filename
2542 ---------------
2544 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2545 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2546 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2547 the IR and bitcode.
2549 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2550 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2551 source file name to the local function name.
2553 The syntax for the source file name is simply:
2555 .. code-block:: text
2557     source_filename = "/path/to/source.c"
2559 .. _typesystem:
2561 Type System
2562 ===========
2564 The LLVM type system is one of the most important features of the
2565 intermediate representation. Being typed enables a number of
2566 optimizations to be performed on the intermediate representation
2567 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2568 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2569 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2570 not feasible to perform on normal three address code representations.
2572 .. _t_void:
2574 Void Type
2575 ---------
2577 :Overview:
2580 The void type does not represent any value and has no size.
2582 :Syntax:
2587       void
2590 .. _t_function:
2592 Function Type
2593 -------------
2595 :Overview:
2598 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2599 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2600 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2601 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2603 :Syntax:
2607       <returntype> (<parameter list>)
2609 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2610 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2611 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2612 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2613 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2614 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2616 :Examples:
2618 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2619 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2620 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2621 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2622 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2623 | ``i32 (i8*, ...)``              | A vararg function that takes at least one :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i8`` (char in C), which returns an integer. This is the signature for ``printf`` in LLVM. |
2624 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2625 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2626 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2628 .. _t_firstclass:
2630 First Class Types
2631 -----------------
2633 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2634 Values of these types are the only ones which can be produced by
2635 instructions.
2637 .. _t_single_value:
2639 Single Value Types
2640 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2642 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2644 .. _t_integer:
2646 Integer Type
2647 """"""""""""
2649 :Overview:
2651 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2652 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2653 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2655 :Syntax:
2659       iN
2661 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2662 value.
2664 Examples:
2665 *********
2667 +----------------+------------------------------------------------+
2668 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2669 +----------------+------------------------------------------------+
2670 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2671 +----------------+------------------------------------------------+
2672 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2673 +----------------+------------------------------------------------+
2675 .. _t_floating:
2677 Floating-Point Types
2678 """"""""""""""""""""
2680 .. list-table::
2681    :header-rows: 1
2683    * - Type
2684      - Description
2686    * - ``half``
2687      - 16-bit floating-point value
2689    * - ``float``
2690      - 32-bit floating-point value
2692    * - ``double``
2693      - 64-bit floating-point value
2695    * - ``fp128``
2696      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2698    * - ``x86_fp80``
2699      -  80-bit floating-point value (X87)
2701    * - ``ppc_fp128``
2702      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2704 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2705 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2706 respectively.
2708 X86_mmx Type
2709 """"""""""""
2711 :Overview:
2713 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2714 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2715 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2716 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2717 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2718 of this type.
2720 :Syntax:
2724       x86_mmx
2727 .. _t_pointer:
2729 Pointer Type
2730 """"""""""""
2732 :Overview:
2734 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2735 commonly used to reference objects in memory.
2737 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2738 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2739 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2740 are target-specific.
2742 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2743 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2745 :Syntax:
2749       <type> *
2751 :Examples:
2753 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2754 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2755 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2756 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2757 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2758 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2759 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2761 .. _t_vector:
2763 Vector Type
2764 """""""""""
2766 :Overview:
2768 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2769 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2770 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2771 requires a size (number of elements), an underlying primitive data type,
2772 and a scalable property to represent vectors where the exact hardware
2773 vector length is unknown at compile time. Vector types are considered
2774 :ref:`first class <t_firstclass>`.
2776 :Syntax:
2780       < <# elements> x <elementtype> >          ; Fixed-length vector
2781       < vscale x <# elements> x <elementtype> > ; Scalable vector
2783 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2784 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2785 of size zero are not allowed. For scalable vectors, the total number of
2786 elements is a constant multiple (called vscale) of the specified number
2787 of elements; vscale is a positive integer that is unknown at compile time
2788 and the same hardware-dependent constant for all scalable vectors at run
2789 time. The size of a specific scalable vector type is thus constant within
2790 IR, even if the exact size in bytes cannot be determined until run time.
2792 :Examples:
2794 +------------------------+----------------------------------------------------+
2795 | ``<4 x i32>``          | Vector of 4 32-bit integer values.                 |
2796 +------------------------+----------------------------------------------------+
2797 | ``<8 x float>``        | Vector of 8 32-bit floating-point values.          |
2798 +------------------------+----------------------------------------------------+
2799 | ``<2 x i64>``          | Vector of 2 64-bit integer values.                 |
2800 +------------------------+----------------------------------------------------+
2801 | ``<4 x i64*>``         | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.     |
2802 +------------------------+----------------------------------------------------+
2803 | ``<vscale x 4 x i32>`` | Vector with a multiple of 4 32-bit integer values. |
2804 +------------------------+----------------------------------------------------+
2806 .. _t_label:
2808 Label Type
2809 ^^^^^^^^^^
2811 :Overview:
2813 The label type represents code labels.
2815 :Syntax:
2819       label
2821 .. _t_token:
2823 Token Type
2824 ^^^^^^^^^^
2826 :Overview:
2828 The token type is used when a value is associated with an instruction
2829 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2830 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2831 :ref:`select <i_select>` of type token.
2833 :Syntax:
2837       token
2841 .. _t_metadata:
2843 Metadata Type
2844 ^^^^^^^^^^^^^
2846 :Overview:
2848 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2849 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2851 :Syntax:
2855       metadata
2857 .. _t_aggregate:
2859 Aggregate Types
2860 ^^^^^^^^^^^^^^^
2862 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2863 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2864 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2865 aggregate types.
2867 .. _t_array:
2869 Array Type
2870 """"""""""
2872 :Overview:
2874 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2875 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2876 elements) and an underlying data type.
2878 :Syntax:
2882       [<# elements> x <elementtype>]
2884 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2885 be any type with a size.
2887 :Examples:
2889 +------------------+--------------------------------------+
2890 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2891 +------------------+--------------------------------------+
2892 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2893 +------------------+--------------------------------------+
2894 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2895 +------------------+--------------------------------------+
2897 Here are some examples of multidimensional arrays:
2899 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2900 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2901 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2902 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2903 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2904 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2905 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2907 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2908 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2909 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2910 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2911 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2912 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2913 example.
2915 .. _t_struct:
2917 Structure Type
2918 """"""""""""""
2920 :Overview:
2922 The structure type is used to represent a collection of data members
2923 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2924 a size.
2926 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2927 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2928 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2929 '``insertvalue``' instructions.
2931 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2932 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2933 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2934 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2935 required to match what the underlying code generator expects.
2937 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2938 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2939 identified types are always defined at the top level with a name.
2940 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2941 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2942 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2944 :Syntax:
2948       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2949       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2951 :Examples:
2953 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2954 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2955 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2956 | ``{ float, i32 (i32) * }``   | A pair, where the first element is a ``float`` and the second element is a :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32``, returning an ``i32``.  |
2957 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2958 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2959 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2961 .. _t_opaque:
2963 Opaque Structure Types
2964 """"""""""""""""""""""
2966 :Overview:
2968 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2969 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2970 notion of a forward declared structure.
2972 :Syntax:
2976       %X = type opaque
2977       %52 = type opaque
2979 :Examples:
2981 +--------------+-------------------+
2982 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2983 +--------------+-------------------+
2985 .. _constants:
2987 Constants
2988 =========
2990 LLVM has several different basic types of constants. This section
2991 describes them all and their syntax.
2993 Simple Constants
2994 ----------------
2996 **Boolean constants**
2997     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2998     of the ``i1`` type.
2999 **Integer constants**
3000     Standard integers (such as '4') are constants of the
3001     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
3002     integer types.
3003 **Floating-point constants**
3004     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
3005     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
3006     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
3007     decimal value of a floating-point constant. For example, the
3008     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
3009     decimal in binary. Floating-point constants must have a
3010     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
3011 **Null pointer constants**
3012     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
3013     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
3014 **Token constants**
3015     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
3016     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
3018 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
3019 floating-point constants. For example, the form
3020 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
3021 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
3022 constants are required (and the only time that they are generated by the
3023 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
3024 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
3025 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
3026 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
3027 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
3029 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
3030 double are represented using the 16-digit form shown above (which
3031 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
3032 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
3033 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
3034 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
3035 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
3036 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
3037 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
3038 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
3039 will only work if they match the long double format on your target.
3040 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
3041 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
3042 (sign bit at the left).
3044 There are no constants of type x86_mmx.
3046 .. _complexconstants:
3048 Complex Constants
3049 -----------------
3051 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3052 constants and smaller complex constants.
3054 **Structure constants**
3055     Structure constants are represented with notation similar to
3056     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3057     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3058     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3059     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3060     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3061     must match those specified by the type.
3062 **Array constants**
3063     Array constants are represented with notation similar to array type
3064     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3065     square brackets (``[]``)). For example:
3066     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3067     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3068     match those specified by the type. As a special case, character array
3069     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3070     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3071 **Vector constants**
3072     Vector constants are represented with notation similar to vector
3073     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3074     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3075     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3076     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3077     elements must match those specified by the type.
3078 **Zero initialization**
3079     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3080     value to zero of *any* type, including scalar and
3081     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3082     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3083     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3084 **Metadata node**
3085     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3086     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3087     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3088     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3089     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3090     information such as debug info.
3092 Global Variable and Function Addresses
3093 --------------------------------------
3095 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3096 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3097 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3098 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3099 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3100 file:
3102 .. code-block:: llvm
3104     @X = global i32 17
3105     @Y = global i32 42
3106     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3108 .. _undefvalues:
3110 Undefined Values
3111 ----------------
3113 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3114 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3115 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3116 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3118 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3119 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3120 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3121 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3123 .. code-block:: llvm
3125       %A = add %X, undef
3126       %B = sub %X, undef
3127       %C = xor %X, undef
3128     Safe:
3129       %A = undef
3130       %B = undef
3131       %C = undef
3133 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3134 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3136 .. code-block:: llvm
3138       %A = or %X, undef
3139       %B = and %X, undef
3140     Safe:
3141       %A = -1
3142       %B = 0
3143     Safe:
3144       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3145       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3146     Unsafe:
3147       %A = undef
3148       %B = undef
3150 These logical operations have bits that are not always affected by the
3151 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3152 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3153 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3154 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3155 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3156 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3157 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3158 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3160 .. code-block:: llvm
3162       %A = select undef, %X, %Y
3163       %B = select undef, 42, %Y
3164       %C = select %X, %Y, undef
3165     Safe:
3166       %A = %X     (or %Y)
3167       %B = 42     (or %Y)
3168       %C = %Y
3169     Unsafe:
3170       %A = undef
3171       %B = undef
3172       %C = undef
3174 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3175 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3176 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3177 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3178 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3179 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3180 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3182 .. code-block:: text
3184       %A = xor undef, undef
3186       %B = undef
3187       %C = xor %B, %B
3189       %D = undef
3190       %E = icmp slt %D, 4
3191       %F = icmp gte %D, 4
3193     Safe:
3194       %A = undef
3195       %B = undef
3196       %C = undef
3197       %D = undef
3198       %E = undef
3199       %F = undef
3201 This example points out that two '``undef``' operands are not
3202 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3203 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3204 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3205 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3206 its value over its "live range". This is true because the variable
3207 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3208 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3209 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3210 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3211 uses with" concept would not hold.
3213 .. code-block:: llvm
3215       %A = sdiv undef, %X
3216       %B = sdiv %X, undef
3217     Safe:
3218       %A = 0
3219     b: unreachable
3221 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3222 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3223 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3224 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3225 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3226 However, in the second example, we can make a more aggressive
3227 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3228 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3229 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3230 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3231 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3232 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3234 .. code-block:: text
3236     a:  store undef -> %X
3237     b:  store %X -> undef
3238     Safe:
3239     a: <deleted>
3240     b: unreachable
3242 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3243 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3244 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3245 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3246 behavior.
3248 .. _poisonvalues:
3250 Poison Values
3251 -------------
3253 In order to facilitate speculative execution, many instructions do not
3254 invoke immediate undefined behavior when provided with illegal operands,
3255 and return a poison value instead.
3257 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3258 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3259 the ``nsw`` flag.
3261 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3263 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3264 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3265    their dynamic predecessor basic block.
3266 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3267    in the dynamic callers of their functions.
3268 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3269    instructions that dynamically transfer control back to them.
3270 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3271    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3272    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3273 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3274    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3275    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3276    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3277 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3278    most recent preceding instruction with externally visible side
3279    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3280    operations <volatile>`.)
3281 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3282    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3283    multiple successors and the instruction is always executed when
3284    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3285    when control is transferred to another.
3286 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3287    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3288    be different if the terminator had transferred control to a different
3289    successor.
3290 -  Dependence is transitive.
3292 An instruction that *depends* on a poison value, produces a poison value
3293 itself. A poison value may be relaxed into an
3294 :ref:`undef value <undefvalues>`, which takes an arbitrary bit-pattern.
3296 This means that immediate undefined behavior occurs if a poison value is
3297 used as an instruction operand that has any values that trigger undefined
3298 behavior. Notably this includes (but is not limited to):
3300 -  The pointer operand of a :ref:`load <i_load>`, :ref:`store <i_store>` or
3301    any other pointer dereferencing instruction (independent of address
3302    space).
3303 -  The divisor operand of a ``udiv``, ``sdiv``, ``urem`` or ``srem``
3304    instruction.
3306 Additionally, undefined behavior occurs if a side effect *depends* on poison.
3307 This includes side effects that are control dependent on a poisoned branch.
3309 Here are some examples:
3311 .. code-block:: llvm
3313     entry:
3314       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3315       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3316       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3317       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; Undefined behavior due to
3318                                            ; store to poison.
3320       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3321       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3323       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3324       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3325       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3326       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3328       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3329       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3331     true:
3332       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3333                                            ; it has undefined behavior.
3334       br label %end
3336     end:
3337       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3338                                            ; Both edges into this PHI are
3339                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3340                                            ; always results in a poison value.
3342       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3343                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3344                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3346       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3347                                            ; The same branch again, but this time the
3348                                            ; true block doesn't have side effects.
3350     second_true:
3351       ; No side effects!
3352       ret void
3354     second_end:
3355       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3356                                            ; on the store in %end. Also, it is
3357                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3358                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3359                                            ; behavior in this example).
3361 .. _blockaddress:
3363 Addresses of Basic Blocks
3364 -------------------------
3366 ``blockaddress(@function, %block)``
3368 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3369 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3370 Taking the address of the entry block is illegal.
3372 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3373 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3374 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3375 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3376 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3377 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3378 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3379 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3380 ``callbr`` instruction.
3382 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3383 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3385 .. _constantexprs:
3387 Constant Expressions
3388 --------------------
3390 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3391 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3392 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3393 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3394 The following is the syntax for constant expressions:
3396 ``trunc (CST to TYPE)``
3397     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3398 ``zext (CST to TYPE)``
3399     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3400 ``sext (CST to TYPE)``
3401     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3402 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3403     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3404     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3405     must be floating-point.
3406 ``fpext (CST to TYPE)``
3407     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3408     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3409     floating-point.
3410 ``fptoui (CST to TYPE)``
3411     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3412     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3413     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3414     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3415     value won't fit in the integer type, the result is a
3416     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3417 ``fptosi (CST to TYPE)``
3418     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3419     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3420     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3421     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3422     value won't fit in the integer type, the result is a
3423     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3424 ``uitofp (CST to TYPE)``
3425     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3426     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3427     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3428     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3429 ``sitofp (CST to TYPE)``
3430     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3431     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3432     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3433     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3434 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3435     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3436 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3437     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3438     This one is *really* dangerous!
3439 ``bitcast (CST to TYPE)``
3440     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3441     The constraints of the operands are the same as those for the
3442     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3443 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3444     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3445     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3446     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3447 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3448     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3449     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3450     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3451     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3452 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3453     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3454 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3455     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3456 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3457     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3458 ``extractelement (VAL, IDX)``
3459     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3460     constants.
3461 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3462     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3463     constants.
3464 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3465     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3466     constants.
3467 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3468     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3469     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3470     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3471     least one index value must be specified.
3472 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3473     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3474     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3475     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3476     value must be specified.
3477 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3478     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3479     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3480     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3481     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3482     operations on floating-point values are allowed).
3484 Other Values
3485 ============
3487 .. _inlineasmexprs:
3489 Inline Assembler Expressions
3490 ----------------------------
3492 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3493 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3494 represents the inline assembler as a template string (containing the
3495 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3496 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3497 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3498 stack conservatively.
3500 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3501 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3502 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3503 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3504 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3506 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3507 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3508 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3509 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3510 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3511 syntax known to LLVM.
3513 LLVM also supports a few more substitions useful for writing inline assembly:
3515 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3516   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3517   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3518   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3519   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3520   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3521 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3522   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3523   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3524 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3525   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3526   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3527   relatively popular.
3529 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3530 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3531 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3532 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3533 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3534 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3535 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3536 assembly.
3538 An example inline assembler expression is:
3540 .. code-block:: llvm
3542     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3544 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3545 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3546 Thus, typically we have:
3548 .. code-block:: llvm
3550     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3552 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3553 marked as having side effects. This is done through the use of the
3554 '``sideeffect``' keyword, like so:
3556 .. code-block:: llvm
3558     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3560 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3561 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3562 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3563 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3564 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3565 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3567 .. code-block:: llvm
3569     call void asm alignstack "eieio", ""()
3571 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3572 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3573 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3574 the only supported dialects. An example is:
3576 .. code-block:: llvm
3578     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3580 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3581 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3582 keyword last.
3584 Inline Asm Constraint String
3585 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3587 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3588 more constraint codes.
3590 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3591 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3592 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3593 second, etc.
3595 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3596 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3597 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3598 clobbers. They cannot be intermingled.
3600 There are also three different categories of constraint codes:
3602 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3603   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3604   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3605 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3606   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3607   modes used by the target.
3608 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3609   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3610   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3611   proper range for the instruction you wish to use it with.
3613 Output constraints
3614 """"""""""""""""""
3616 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3617 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3618 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3619 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3620 below about indirect outputs).
3622 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3623 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3624 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3625 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3626 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3627 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3628 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3629 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3630 output).
3632 Input constraints
3633 """""""""""""""""
3635 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3636 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3637 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3638 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3639 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3640 contain the same value.
3642 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3643 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3644 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3645 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3646 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3647 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3648 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3649 constraint).
3651 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3652 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3653 (even when the other input has the same value).
3655 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3656 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3658 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3659 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3660 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3661 registers, and all of them passed to the inline asm.
3663 However, this feature is often not as useful as you might think.
3665 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3666 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3667 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3668 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3669 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3670 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3672 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3673 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3674 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3675 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3676 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3677 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3678 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3679 use)
3681 Indirect inputs and outputs
3682 """""""""""""""""""""""""""
3684 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3685 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3686 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3687 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3688 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3689 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3690 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3691 memory location, instead of just read from it).
3693 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3694 address of a variable as a value.
3696 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3697 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3698 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3699 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3700 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3701 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3702 optimization passes. I would recommend not using it.)
3705 Clobber constraints
3706 """""""""""""""""""
3708 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3709 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3710 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3711 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3712 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3713 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3714 output.
3716 Note that clobbering named registers that are also present in output
3717 constraints is not legal.
3720 Constraint Codes
3721 """"""""""""""""
3722 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3724 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3725 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3726 (e.g. "``{eax}``").
3728 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3729 GCC's constraint codes.
3731 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3732 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3733 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3735 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3736 inline asm constraint list:
3738 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3739    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3740    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3741    constraint list.
3743 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3744    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3745    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3746    constraint list will be chosen together.
3748 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3749 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3750 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3751 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3753 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3754 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3755 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3756 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3757 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3758 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3759 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3760 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3761 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3762 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3763 intended.)
3765 Supported Constraint Code List
3766 """"""""""""""""""""""""""""""
3768 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3769 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3770 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3771 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3773 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3775 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3776 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3777   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3778   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3779 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3780   immediate, or a relocatable value.
3781 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3782 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3783 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3784   useful to pass a label for an asm branch or call.
3786   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3787      block without telling llvm about the control transfer???)
3789 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3791 Other constraints are target-specific:
3793 AArch64:
3795 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3796 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3797   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3798 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3799   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3800 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3801   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3802 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3803   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3804 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3805   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3806   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3807   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3808 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3809   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3810 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3811   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3812   well.)
3813 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3814 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register.
3815 - ``x``: A lower 128-bit floating-point/SIMD register (``V0`` to ``V15``).
3817 AMDGPU:
3819 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3820 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3821 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3824 All ARM modes:
3826 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3827   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3828 - ``Te``: An even general-purpose 32-bit integer register: ``r0,r2,...,r12,r14``
3829 - ``To``: An odd general-purpose 32-bit integer register: ``r1,r3,...,r11``
3831 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3833 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3834 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3835 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3836 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3837   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3838   print the inverted value).
3839 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3840   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3841   value).
3842 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3843 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3844 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3845 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3846 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3847   as ``r``.
3848 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3849   invalid.
3850 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3851   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3852 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3853   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3854 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3855   ``q0-q8``.
3857 ARM's Thumb1 mode:
3859 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3860 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3861 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3862   some amount.
3863 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3864 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3865 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3866 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3867 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3868 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3869 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3870 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3871   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3872 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3873   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3874 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3875   ``q0-q8``.
3878 Hexagon:
3880 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3881   at the moment.
3882 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3884 MSP430:
3886 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3888 MIPS:
3890 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3891 - ``J``: An immediate integer zero.
3892 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3893 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3894 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3895 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3896 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3897 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3898   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3899 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3900   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3901   ``m``.
3902 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3903   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3904 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3905 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3906   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3907   argument modifier for compatibility with GCC.
3908 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3909   ``25``).
3910 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3911 - ``x``: Invalid.
3913 NVPTX:
3915 - ``b``: A 1-bit integer register.
3916 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3917 - ``r``: A 32-bit integer register.
3918 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3919 - ``f``: A 32-bit float register.
3920 - ``d``: A 64-bit float register.
3923 PowerPC:
3925 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3926 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3927 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3928 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3929 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3930 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3931 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3932 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3933   constant.
3934 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3935   treated the same as ``m``.
3936 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3937 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3938   ``R1-R31``).
3939 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3940   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3941 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3942   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3943   altivec vector register (``V0-V31``).
3945   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3946      is supposed to only use the altivec vector registers?
3948 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3949 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3950 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3951   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3952 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3953   set.
3955 RISC-V:
3957 - ``A``: An address operand (using a general-purpose register, without an
3958   offset).
3959 - ``I``: A 12-bit signed integer immediate operand.
3960 - ``J``: A zero integer immediate operand.
3961 - ``K``: A 5-bit unsigned integer immediate operand.
3962 - ``f``: A 32- or 64-bit floating-point register (requires F or D extension).
3963 - ``r``: A 32- or 64-bit general-purpose register (depending on the platform
3964   ``XLEN``).
3966 Sparc:
3968 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3969 - ``r``: A 32-bit integer register.
3970 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3971   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3972 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3974 SystemZ:
3976 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3977 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3978 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3979 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3980 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3981 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
3982   unsigned displacement.
3983 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
3984   unsigned displacement, and an index register.
3985 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
3986   signed displacement.
3987 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
3988   signed displacement, and an index register.
3989 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
3990 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
3991   address context evaluates as zero).
3992 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
3993   (LLVM-specific)
3994 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
3996 X86:
3998 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
3999 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
4000 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
4001 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
4002   0xffffffff.
4003 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
4004 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
4005 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
4006 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
4007 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
4008 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
4009 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4010   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
4011   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
4012 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4013   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
4014 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
4015 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
4016   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
4017 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
4018 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
4019 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
4020   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
4021   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
4022   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
4023 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
4024 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
4025   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
4026   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
4027   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
4028   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
4029   statement.
4031 XCore:
4033 - ``r``: A 32-bit integer register.
4036 .. _inline-asm-modifiers:
4038 Asm template argument modifiers
4039 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4041 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
4042 "``${0:n}``".
4044 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
4045 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
4046 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
4047 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
4049 Target-independent:
4051 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
4052   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4053 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
4054   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4055 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4056   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4058 AArch64:
4060 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4061   instead of ``x30``, print ``w30``.
4062 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4063 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4064   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4065   ``v*``.
4067 AMDGPU:
4069 - ``r``: No effect.
4071 ARM:
4073 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4074   register).
4075 - ``P``: No effect.
4076 - ``q``: No effect.
4077 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4078   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4079 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4080   prefix.
4081 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4082 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4083   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4084 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4085   register of a two-register operand.
4086 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4087   register of a two-register operand.
4088 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4089   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4090   to ``R``.)
4092   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4093      of a two-register operand.
4095 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4096 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4097 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4098   adornment.
4100 Hexagon:
4102 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4103   has been allocated consecutively to the first.
4105   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4106      nothing that ensures that happens, is there?
4108 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4109   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4111 MSP430:
4113 No additional modifiers.
4115 MIPS:
4117 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4118 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4119 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4120 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4121 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4122 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4123   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4125   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4127 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4128   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4130   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4132 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4133   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4134   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4135   ``M``.)
4136 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4137   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4138   constraint.
4140 NVPTX:
4142 - ``r``: No effect.
4144 PowerPC:
4146 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4147   has been allocated consecutively to the first.
4149   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4150      nothing that ensures that happens, is there?
4152 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4153   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4154 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4155   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4156 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4157   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4158   always print nothing)
4159 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4160   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4162 Sparc:
4164 - ``r``: No effect.
4166 SystemZ:
4168 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4169 target-independent modifiers.
4171 X86:
4173 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4174   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4175 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4176 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4177   operand.
4178 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4179   memory operand.
4180 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4181   operand.
4182 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4183   operand.
4184 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4185   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4186 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4187   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4188   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4189   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4190 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4191 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4192   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4194 XCore:
4196 No additional modifiers.
4199 Inline Asm Metadata
4200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4202 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4203 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4204 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4205 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4206 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4207 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4208 it. For example:
4210 .. code-block:: llvm
4212     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4213     ...
4214     !42 = !{ i32 1234567 }
4216 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4217 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4218 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4219 occurs on.
4221 .. _metadata:
4223 Metadata
4224 ========
4226 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4227 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4228 code generator. One example application of metadata is source-level
4229 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4231 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4232 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4234 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4236 .. _metadata-string:
4238 Metadata Nodes and Metadata Strings
4239 -----------------------------------
4241 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4242 contain any character by escaping non-printable characters with
4243 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4244 "``!"test\00"``".
4246 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4247 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4248 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4249 their operand. For example:
4251 .. code-block:: llvm
4253     !{ !"test\00", i32 10}
4255 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4257 .. code-block:: text
4259     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4261 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4262 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4263 when metadata operands change.
4265 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4266 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4267 example:
4269 .. code-block:: llvm
4271     !foo = !{!4, !3}
4273 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4274 intrinsic is using three metadata arguments:
4276 .. code-block:: llvm
4278     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4280 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4281 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4283 .. code-block:: llvm
4285     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4287 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4288 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4289 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4291 .. code-block:: llvm
4293     declare !dbg !22 void @f1()
4294     define void @f2() !dbg !22 {
4295       ret void
4296     }
4298     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4299     @g2 = external global i32, !dbg !22
4301 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4302 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4303 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4304 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4306 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4307 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4309 More information about specific metadata nodes recognized by the
4310 optimizers and code generator is found below.
4312 .. _specialized-metadata:
4314 Specialized Metadata Nodes
4315 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4317 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4318 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4319 order.
4321 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4322 metadata nodes are related to debug info.
4324 .. _DICompileUnit:
4326 DICompileUnit
4327 """""""""""""
4329 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4330 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4331 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4332 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4333 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4334 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4335 more-accurate debug info for profiling results.
4337 .. code-block:: text
4339     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4340                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4341                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4342                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4343                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4345 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4346 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4347 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4348 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4349 and namespaces).
4351 .. _DIFile:
4353 DIFile
4354 """"""
4356 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4358 .. code-block:: none
4360     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4361                  checksumkind: CSK_MD5,
4362                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4364 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4365 for ``file:`` fields.
4366 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4368 .. _DIBasicType:
4370 DIBasicType
4371 """""""""""
4373 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4374 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4376 .. code-block:: text
4378     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4379                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4380     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4382 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4383 following:
4385 .. code-block:: text
4387   DW_ATE_address       = 1
4388   DW_ATE_boolean       = 2
4389   DW_ATE_float         = 4
4390   DW_ATE_signed        = 5
4391   DW_ATE_signed_char   = 6
4392   DW_ATE_unsigned      = 7
4393   DW_ATE_unsigned_char = 8
4395 .. _DISubroutineType:
4397 DISubroutineType
4398 """"""""""""""""
4400 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4401 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4402 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4403 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4405 .. code-block:: text
4407     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4408     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4409     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4411 .. _DIDerivedType:
4413 DIDerivedType
4414 """""""""""""
4416 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4417 qualified types.
4419 .. code-block:: text
4421     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4422                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4423     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4424                         align: 32)
4426 The following ``tag:`` values are valid:
4428 .. code-block:: text
4430   DW_TAG_member             = 13
4431   DW_TAG_pointer_type       = 15
4432   DW_TAG_reference_type     = 16
4433   DW_TAG_typedef            = 22
4434   DW_TAG_inheritance        = 28
4435   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4436   DW_TAG_const_type         = 38
4437   DW_TAG_friend             = 42
4438   DW_TAG_volatile_type      = 53
4439   DW_TAG_restrict_type      = 55
4440   DW_TAG_atomic_type        = 71
4442 .. _DIDerivedTypeMember:
4444 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4445 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4446 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4447 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4448 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4450 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4451 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4452 friends.
4454 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4456 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4457 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4458 are used to qualify the ``baseType:``.
4460 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4462 .. _DICompositeType:
4464 DICompositeType
4465 """""""""""""""
4467 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4468 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4470 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4471 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4472 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4473 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4474 ``scope:`` change uniquing rules.
4476 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4477 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4478 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4479 field, even if the nodes are ``distinct``.
4481 .. code-block:: text
4483     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4484     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4485     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4486     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4487                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4488                           elements: !{!0, !1, !2})
4490 The following ``tag:`` values are valid:
4492 .. code-block:: text
4494   DW_TAG_array_type       = 1
4495   DW_TAG_class_type       = 2
4496   DW_TAG_enumeration_type = 4
4497   DW_TAG_structure_type   = 19
4498   DW_TAG_union_type       = 23
4500 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4501 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4502 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4503 array type is a native packed vector.
4505 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4506 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4507 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4508 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4510 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4511 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4512 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4513 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4514 ``isDefinition: false``.
4516 .. _DISubrange:
4518 DISubrange
4519 """"""""""
4521 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4522 :ref:`DICompositeType`.
4524 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4525 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4526 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4528 .. code-block:: text
4530     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4531     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4532     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4534     ; Scopes used in rest of example
4535     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4536     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4537     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4539     ; Use of local variable as count value
4540     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4541     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4542     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4544     ; Use of global variable as count value
4545     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4546     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4548 .. _DIEnumerator:
4550 DIEnumerator
4551 """"""""""""
4553 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4554 variants of :ref:`DICompositeType`.
4556 .. code-block:: text
4558     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4559     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4560     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4562 DITemplateTypeParameter
4563 """""""""""""""""""""""
4565 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4566 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4567 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4569 .. code-block:: text
4571     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4573 DITemplateValueParameter
4574 """"""""""""""""""""""""
4576 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4577 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4578 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4579 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4580 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4582 .. code-block:: text
4584     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4586 DINamespace
4587 """""""""""
4589 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4591 .. code-block:: text
4593     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4595 .. _DIGlobalVariable:
4597 DIGlobalVariable
4598 """"""""""""""""
4600 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4602 .. code-block:: text
4604     @foo = global i32, !dbg !0
4605     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4606     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4607                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4608                            isDefinition: false, declaration: !5)
4611 DIGlobalVariableExpression
4612 """"""""""""""""""""""""""
4614 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4615 with a :ref:`DIExpression`.
4617 .. code-block:: text
4619     @lower = global i32, !dbg !0
4620     @upper = global i32, !dbg !1
4621     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4622              var: !2,
4623              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4624              )
4625     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4626              var: !2,
4627              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4628              )
4629     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4630                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4632 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4633 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4635 .. _DISubprogram:
4637 DISubprogram
4638 """"""""""""
4640 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4641 distinct ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using
4642 ``!dbg`` metadata. A unique ``DISubprogram`` may be attached to a function
4643 declaration used for call site debug info. The ``variables:`` field points at
4644 :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be retained, even if their IR
4645 counterparts are optimized out of the IR. The ``type:`` field must point at an
4646 :ref:`DISubroutineType`.
4648 .. _DISubprogramDeclaration:
4650 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4651 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4652 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4653 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4654 and ``scope:``.
4656 .. code-block:: text
4658     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4659       ...
4660     }
4662     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4663                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4664                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4665                                 containingType: !4,
4666                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4667                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4668                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4669                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4671 .. _DILexicalBlock:
4673 DILexicalBlock
4674 """"""""""""""
4676 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4677 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4678 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4679 fields.
4681 .. code-block:: text
4683     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4685 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4686 operands.
4688 .. _DILexicalBlockFile:
4690 DILexicalBlockFile
4691 """"""""""""""""""
4693 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4694 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4695 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4696 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4698 .. code-block:: text
4700     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4701     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4702     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4704 .. _DILocation:
4706 DILocation
4707 """"""""""
4709 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4710 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4711 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4713 .. code-block:: text
4715     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4717 .. _DILocalVariable:
4719 DILocalVariable
4720 """""""""""""""
4722 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4723 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4724 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4725 :ref:`DISubprogram`.
4727 .. code-block:: text
4729     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4730                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4731     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4732                           type: !3)
4733     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4735 .. _DIExpression:
4737 DIExpression
4738 """"""""""""
4740 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4741 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4742 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4743 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4744 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4745 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4746 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4748 The current supported opcode vocabulary is limited:
4750 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4751 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4752   them together and appends the result to the expression stack.
4753 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4754   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4755   expression stack.
4756 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4757 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4758   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4759   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4760   within the described source variable.
4761 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4762   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4763   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4764   that references a base type constructed from the supplied values.
4765 - ``DW_OP_LLVM_tag_offset, tag_offset`` specifies that a memory tag should be
4766   optionally applied to the pointer. The memory tag is derived from the
4767   given tag offset in an implementation-defined manner.
4768 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4769 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4770   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4771   address space identifier.
4772 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4773 - If an expression is marked with ``DW_OP_entry_value`` all register and
4774   memory read operations refer to the respective value at the function entry.
4775   The first operand of ``DW_OP_entry_value`` is the size of following
4776   DWARF expression.
4777   ``DW_OP_entry_value`` may appear after the ``LiveDebugValues`` pass.
4778   LLVM only supports entry values for function parameters
4779   that are unmodified throughout a function and that are described as
4780   simple register location descriptions.
4781   ``DW_OP_entry_value`` may also appear after the ``AsmPrinter`` pass when
4782   a call site parameter value (``DW_AT_call_site_parameter_value``)
4783   is represented as entry value of the parameter.
4784 - ``DW_OP_breg`` (or ``DW_OP_bregx``) represents a content on the provided
4785   signed offset of the specified register. The opcode is only generated by the
4786   ``AsmPrinter`` pass to describe call site parameter value which requires an
4787   expression over two registers.
4789 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4790 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4791 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4792 change over the course of the program. Register and memory location
4793 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4794 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4795 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4796 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4798 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4799 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4800 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4801 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4803 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4804 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4805 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4806 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4807 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4808 valid debug intrinsic.
4810 .. note::
4812    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4813    debug intrinsic it's attached to.
4815 .. code-block:: text
4817     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4818     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4819     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4820     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4821     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4822     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4823     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4825 DIFlags
4826 """""""""""""""
4828 These flags encode various properties of DINodes.
4830 The `ArgumentNotModified` flag marks a function argument whose value
4831 is not modified throughout of a function. This flag is used to decide
4832 whether a DW_OP_entry_value can be used in a location description
4833 after the function prologue. The language frontend is expected to compute
4834 this property for each DILocalVariable. The flag should be used
4835 only in optimized code.
4837 DIObjCProperty
4838 """"""""""""""
4840 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4842 .. code-block:: text
4844     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4845                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4847 DIImportedEntity
4848 """"""""""""""""
4850 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4851 compile unit.
4853 .. code-block:: text
4855    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4856                           entity: !1, line: 7)
4858 DIMacro
4859 """""""
4861 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4862 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4863 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4864 used to expand the macro identifier.
4866 .. code-block:: text
4868    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4869                  value: "((x) + 1)")
4870    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4872 DIMacroFile
4873 """""""""""
4875 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4876 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4877 appear in the included source file.
4879 .. code-block:: text
4881    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4882                      nodes: !3)
4884 '``tbaa``' Metadata
4885 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4887 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4888 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4889 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4890 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4891 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4893 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4894 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4895 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4896 encoding of various entities.
4898 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4899 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4900 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4901 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4902 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4904 .. _tbaa_node_semantics:
4906 Semantics
4907 """""""""
4909 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4910 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4911 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4912 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4914 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4915 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4916 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4917 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4918 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4919 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4920 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4921 or scalar type descriptors.
4923 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4924 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4925 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4926 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4927 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4928 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4930 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4931 things:
4933  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4934    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4935    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4937  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4938    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4939    access with scalar type ``AccessTy``.
4941 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4942 tuples this way:
4944  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4945    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4946    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4947    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4949  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4950    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4951    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4952    to be relative within that inner type.
4954 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4955 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4956 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4957 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4959 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4961 .. code-block:: c
4963     struct Inner {
4964       int i;    // offset 0
4965       float f;  // offset 4
4966     };
4968     struct Outer {
4969       float f;  // offset 0
4970       double d; // offset 4
4971       struct Inner inner_a;  // offset 12
4972     };
4974     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
4975       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
4976       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
4977       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
4978       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
4979     }
4981 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
4982 type):
4984 .. code-block:: text
4986     Root = "TBAA Root"
4987     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
4988     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
4989     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
4990     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
4991     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
4992     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
4993                      (InnerStructTy, 12)}
4996 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
4997 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
4998 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
5000 .. _tbaa_node_representation:
5002 Representation
5003 """"""""""""""
5005 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
5006 with exactly one ``MDString`` operand.
5008 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
5009 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
5010 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
5011 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
5012 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
5013 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
5014 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
5015 constant integer zero.
5017 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
5018 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
5019 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
5020 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
5021 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
5022 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
5023 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
5024 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
5025 must be in non-decreasing order.
5027 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
5028 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
5029 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
5030 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
5031 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
5032 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
5033 that the location being accessed is "constant" (meaning
5034 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
5035 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
5036 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
5037 that is the TBAA root of the access tag.
5039 '``tbaa.struct``' Metadata
5040 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5042 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
5043 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
5044 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
5045 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
5046 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
5047 of the aggregate.
5049 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
5050 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
5052 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
5053 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
5054 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
5055 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
5056 its tbaa tag. e.g.:
5058 .. code-block:: llvm
5060     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
5062 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
5063 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
5064 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
5066 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
5067 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
5068 does not carry useful data and need not be preserved.
5070 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
5071 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5073 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
5074 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
5075 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
5076 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
5077 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
5078 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
5079 a domain.
5081 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
5082 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
5083 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
5084 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
5085 alias.
5087 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5088 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5089 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5090 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5091 function is inlined.
5093 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5094 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5095 string then it can be combined across functions and translation units. A
5096 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5097 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5099 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5100 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5101 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5102 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5103 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5104 optionally be provided as a third list entry.
5106 For example,
5108 .. code-block:: llvm
5110     ; Two scope domains:
5111     !0 = !{!0}
5112     !1 = !{!1}
5114     ; Some scopes in these domains:
5115     !2 = !{!2, !0}
5116     !3 = !{!3, !0}
5117     !4 = !{!4, !1}
5119     ; Some scope lists:
5120     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5121     !6 = !{!4, !3, !2}
5122     !7 = !{!3}
5124     ; These two instructions don't alias:
5125     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5126     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5128     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5129     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5130     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5131     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5133     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5134     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5135     ; !alias.scope list):
5136     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5137     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5139 '``fpmath``' Metadata
5140 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5142 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5143 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5144 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5145 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5146 it. ULP is defined as follows:
5148     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5149     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5150     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5151     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5152     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5154 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5155 representing the maximum relative error, for example:
5157 .. code-block:: llvm
5159     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5161 .. _range-metadata:
5163 '``range``' Metadata
5164 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5166 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5167 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5168 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5169 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5170 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5171 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5172 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5174 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5175 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5176 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5177 -  The range is allowed to wrap.
5178 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5179    ``a!=b``.
5181 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5182 they must be non-contiguous.
5184 Examples:
5186 .. code-block:: llvm
5188       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5189       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5190       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5191       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5192              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5193     ...
5194     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5195     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5196     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5197     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5199 '``absolute_symbol``' Metadata
5200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5202 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5203 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5204 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5205 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5206 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5207 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5208 may be used to represent the full set.
5210 Example (assuming 64-bit pointers):
5212 .. code-block:: llvm
5214       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5215       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5217     ...
5218     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5219     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5221 '``callees``' Metadata
5222 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5224 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5225 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5226 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5227 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5228 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5229 ``add`` or ``sub`` functions:
5231 .. code-block:: llvm
5233     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5235     ...
5236     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5238 '``callback``' Metadata
5239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5241 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5242 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5243 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5244 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5245 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5246 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5247 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5248 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5249 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5250 pass-through to the callback function.
5252 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5253 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5254 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5255 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5256 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5257 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5258 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5259 callback callee invocation to a different thread.
5261 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5262 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5263 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5264 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5265 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5266 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5267 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5268 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5269 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5270 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5271 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5272 arguments encoded explicitly before.
5274 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5275 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5276 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5277 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5278 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5279 broker function (``i64 3``).
5281 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5282    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5283    have misc.highlighting_failure set?
5285 .. code-block:: text
5287     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5289     ...
5290     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5291     !1 = !{!2}
5293 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5294 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5295 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5296 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5297 final ``i1 true``).
5299 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5300    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5301    have misc.highlighting_failure set?
5303 .. code-block:: text
5305     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5307     ...
5308     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5309     !0 = !{!1}
5312 '``unpredictable``' Metadata
5313 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5315 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5316 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5317 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5318 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5319 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5320 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5322 .. _md_dereferenceable:
5324 '``dereferenceable``' Metadata
5325 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5327 The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
5328 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
5329 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5330 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
5331 attribute on parameters and return values.
5333 .. _md_dereferenceable_or_null:
5335 '``dereferenceable_or_null``' Metadata
5336 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5338 The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
5339 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
5340 dereferenceable or null.
5341 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5342 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
5343 attribute on parameters and return values.
5345 .. _llvm.loop:
5347 '``llvm.loop``'
5348 ^^^^^^^^^^^^^^^
5350 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5351 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5352 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5353 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5354 specified with the name ``llvm.loop``.
5356 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5357 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5358 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5359 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5360 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5361 constructs:
5363 .. code-block:: llvm
5365     !0 = !{!0}
5366     !1 = !{!1}
5368 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5369 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5370 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5371 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5373 .. code-block:: llvm
5375       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5376     ...
5377     !0 = !{!0, !1}
5378     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5380 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5383 This metadata disables all optional loop transformations unless
5384 explicitly instructed using other transformation metadata such as
5385 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5386 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5387 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5388 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5389 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5390 as loop rotation are still applied.
5392 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5393 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5394 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5395 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5396 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5398 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5400 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5401 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5403 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5404 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5405 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5406 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5407 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5408 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5409 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5410 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5411 in determining the safety of these transformations.
5413 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5414 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5416 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5417 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5418 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5419 example:
5421 .. code-block:: llvm
5423    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5425 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5426 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5427 then the interleave count will be determined automatically.
5429 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5430 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5432 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5433 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5434 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5435 0 disables vectorization:
5437 .. code-block:: llvm
5439    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5440    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5442 '``llvm.loop.vectorize.predicate.enable``' Metadata
5443 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5445 This metadata selectively enables or disables creating predicated instructions
5446 for the loop, which can enable folding of the scalar epilogue loop into the
5447 main loop. The first operand is the string
5448 ``llvm.loop.vectorize.predicate.enable`` and the second operand is a bit. If
5449 the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of 0 disables
5450 vectorization:
5452 .. code-block:: llvm
5454    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 0}
5455    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 1}
5457 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5458 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5460 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5461 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5462 operand is an integer specifying the width. For example:
5464 .. code-block:: llvm
5466    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5468 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5469 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5470 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5471 determined automatically.
5473 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5474 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5476 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5477 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5479 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5480 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5482 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5483 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5484 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5485 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5486 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5487 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5489 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5492 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5493 epilogue loop.
5494 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5496 '``llvm.loop.unroll``'
5497 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5499 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5500 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5501 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5502 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5503 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5504 optimizer believes it is safe to do so.
5506 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5507 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5509 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5510 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5511 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5512 example:
5514 .. code-block:: llvm
5516    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5518 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5519 will be partially unrolled.
5521 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5522 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5524 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5525 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5527 .. code-block:: llvm
5529    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5531 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5532 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5534 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5535 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5537 .. code-block:: llvm
5539    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5541 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5542 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5544 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5545 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5546 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5547 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5549 .. code-block:: llvm
5551    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5553 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5556 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5557 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5558 For example:
5560 .. code-block:: llvm
5562    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5564 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5565 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5567 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5568 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5570 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5571 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5573 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5574 partial/runtime unrolling will have. See
5575 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5577 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5578 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5580 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5581 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5582 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5583 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5584 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5585 too.)
5587 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5588 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5589 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5590 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5591 and the normal safety checks will still be performed.
5593 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5594 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5596 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5597 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5598 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5599 specifying the unroll factor. For example:
5601 .. code-block:: llvm
5603    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5605 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5606 will be partially unroll and jammed.
5608 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5609 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5611 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5612 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5614 .. code-block:: llvm
5616    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5618 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5619 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5621 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5622 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5623 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5624 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5626 .. code-block:: llvm
5628    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5630 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5631 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5633 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5634 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5635 details.
5637 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5638 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5640 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5641 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5642 details.
5644 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5645 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5647 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5648 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5649 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5650 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5652 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5653 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5655 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5656 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5657 can be multiple inner remainder loops. See
5658 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5660 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5661 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5663 Attributes specified in the metadata is added to all
5664 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5665 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5667 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5668 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5670 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5671 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5672 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5674 .. code-block:: llvm
5676    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5678 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5679 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5681 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5682 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5683 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5684 dependencies into their own loop.
5686 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5687 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5688 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5689 enabled. A value of 0 disables distribution:
5691 .. code-block:: llvm
5693    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5694    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5696 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5697 identification metadata.
5699 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5700 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5702 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5703 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5704 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5706 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5707 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5709 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5710 memory dependencies will have. See
5711 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5713 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5714 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5716 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5717 the non-distributed fallback version will have. See
5718 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5720 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5721 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5723 The attributes in this metadata is added to all followup loops of the
5724 loop distribution pass. See
5725 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5727 '``llvm.licm.disable``' Metadata
5728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5730 This metadata indicates that loop-invariant code motion (LICM) should not be
5731 performed on this loop. The metadata has a single operand which is the string
5732 ``llvm.licm.disable``. For example:
5734 .. code-block:: llvm
5736    !0 = !{!"llvm.licm.disable"}
5738 Note that although it operates per loop it isn't given the llvm.loop prefix
5739 as it is not affected by the ``llvm.loop.disable_nonforced`` metadata.
5741 '``llvm.access.group``' Metadata
5742 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5744 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5745 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5746 node, which we call access group. This node represents all memory access
5747 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5748 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5749 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5751 .. code-block:: llvm
5753    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5754    ...
5755    !0 = !{!1, !2}
5756    !1 = distinct !{}
5757    !2 = distinct !{}
5759 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5760 with an access group.
5762 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5763 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5764 always be empty which can be used to distinguish an access group
5765 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5766 situation that the content must be updated which, because metadata is
5767 immutable by design, would required finding and updating all references
5768 to the access group node.
5770 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5771 without pointing to it directly (which is not possible in global
5772 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5773 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5775 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5776 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5778 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5779 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5780 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5781 in the loop with this metadata.
5783 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5784 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5785 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5786 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5787 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5788 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5789 considered having this property if at least one of the access groups
5790 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5792 If all memory-accessing instructions in a loop have
5793 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5794 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5795 parallel loop.
5797 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5798 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5799 not be considered trivially parallel. Additional
5800 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5801 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5802 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5803 insert new memory instructions into the loop body).
5805 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5806 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5807 metadata types.
5809 .. code-block:: llvm
5811    for.body:
5812      ...
5813      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5814      ...
5815      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5816      ...
5817      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5819    for.end:
5820    ...
5821    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5822    !1 = distinct !{}
5824 It is also possible to have nested parallel loops:
5826 .. code-block:: llvm
5828    outer.for.body:
5829      ...
5830      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5831      ...
5832      br label %inner.for.body
5834    inner.for.body:
5835      ...
5836      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5837      ...
5838      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5839      ...
5840      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5842    inner.for.end:
5843      ...
5844      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5845      ...
5846      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5848    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5849    ...
5850    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5851    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5852    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5853    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5855 '``irr_loop``' Metadata
5856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5858 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5859 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5860 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5861 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5862 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5863 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5864 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5865 the irreducible loop) of 100:
5867 .. code-block:: llvm
5869     header0:
5870     ...
5871     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5873     ...
5874     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5876 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5878 .. _md_invariant.group:
5880 '``invariant.group``' Metadata
5881 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5883 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5884 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5885 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5886 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5887 can be assumed to load or store the same
5888 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5889 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5890 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5892 Examples:
5894 .. code-block:: llvm
5896    @unknownPtr = external global i8
5897    ...
5898    %ptr = alloca i8
5899    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5900    call void @foo(i8* %ptr)
5902    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5903    call void @foo(i8* %ptr)
5905    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5906    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5908    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5909    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5911    call void @foo(i8* %ptr)
5912    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5913    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5915    ...
5916    declare void @foo(i8*)
5917    declare i8* @getPointer(i8*)
5918    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5920    !0 = !{}
5922 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5923 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5924 to the SSA value of the pointer operand.
5926 .. code-block:: llvm
5928   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5929   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5930   %v = load i8, i8* %y
5932 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5933 change in the future.
5935 '``type``' Metadata
5936 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5938 See :doc:`TypeMetadata`.
5940 '``associated``' Metadata
5941 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5943 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5944 declaration with a single argument that references another global object.
5946 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5947 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5948 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5949 metadata may also:
5951 - Be in a comdat with the referenced global.
5952 - Be in @llvm.compiler.used.
5953 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5955 It does not have any effect on non-ELF targets.
5957 Example:
5959 .. code-block:: text
5961     $a = comdat any
5962     @a = global i32 1, comdat $a
5963     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5964     !0 = !{i32* @a}
5967 '``prof``' Metadata
5968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5970 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5971 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
5972 type. There are currently 3 types:
5973 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
5974 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
5975 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
5977 .. _prof_node_branch_weights:
5979 branch_weights
5980 """"""""""""""
5982 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
5983 represents the likeliness of the associated branch being taken.
5984 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5986 .. _prof_node_function_entry_count:
5988 function_entry_count
5989 """"""""""""""""""""
5991 Function entry count metadata can be attached to function definitions
5992 to record the number of times the function is called. Used with BFI
5993 information, it is also used to derive the basic block profile count.
5994 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5996 .. _prof_node_VP:
6001 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
6002 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
6003 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
6004 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
6006 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
6007 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
6008 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
6009 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
6010 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
6011 of the callee function name, and for memory operations each value is the
6012 byte length.
6014 Note that the value counts do not need to add up to the total count
6015 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
6016 are tracked and reported).
6018 Indirect call example:
6020 .. code-block:: llvm
6022     call void %f(), !prof !1
6023     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
6025 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
6026 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
6027 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
6028 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
6029 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
6030 operands give the execution count that each of the respective prior target
6031 functions was called.
6033 Module Flags Metadata
6034 =====================
6036 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
6037 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
6038 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
6039 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
6040 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
6041 look it up.
6043 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
6044 Each triplet has the following form:
6046 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
6047    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
6048    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
6049    described below.
6050 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
6051    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
6052    including entries with the **Require** behavior).
6053 -  The third element is the value of the flag.
6055 When two (or more) modules are merged together, the resulting
6056 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
6057 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
6058 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
6059 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
6060 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
6062 The following behaviors are supported:
6064 .. list-table::
6065    :header-rows: 1
6066    :widths: 10 90
6068    * - Value
6069      - Behavior
6071    * - 1
6072      - **Error**
6073            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
6074            is that of the operands.
6076    * - 2
6077      - **Warning**
6078            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
6079            operand for the flag from the first module being linked.
6081    * - 3
6082      - **Require**
6083            Adds a requirement that another module flag be present and have a
6084            specified value after linking is performed. The value must be a
6085            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
6086            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
6087            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
6088            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
6089            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
6091    * - 4
6092      - **Override**
6093            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
6094            other module. If both modules specify **Override**, but the values
6095            differ, an error will be emitted.
6097    * - 5
6098      - **Append**
6099            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
6101    * - 6
6102      - **AppendUnique**
6103            Appends the two values, which are required to be metadata
6104            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
6105            during the append operation.
6107    * - 7
6108      - **Max**
6109            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
6111 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
6112 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
6113 value) or **Override**.
6115 An example of module flags:
6117 .. code-block:: llvm
6119     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
6120     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
6121     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
6122     !3 = !{ i32 3, !"qux",
6123       !{
6124         !"foo", i32 1
6125       }
6126     }
6127     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
6129 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
6130    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
6131    values are not equal.
6133 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
6134    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
6135    '37'.
6137 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
6138    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
6139    warning if their values are not equal.
6141 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6143    ::
6145        !{ !"foo", i32 1 }
6147    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6148    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6149    performed.
6151 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6152 ----------------------------------------------------
6154 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6155 collection in a special section called "image info". The metadata
6156 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6157 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6158 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6159 be merged rather than appended together.
6161 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6162 following key-value pairs:
6164 .. list-table::
6165    :header-rows: 1
6166    :widths: 30 70
6168    * - Key
6169      - Value
6171    * - ``Objective-C Version``
6172      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6174    * - ``Objective-C Image Info Version``
6175      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6176        always 0.
6178    * - ``Objective-C Image Info Section``
6179      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6180        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6181        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6182        Objective-C ABI version 2.
6184    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6185      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6186        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6187        collection supported.
6189    * - ``Objective-C GC Only``
6190      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6191        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6192        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6194 Some important flag interactions:
6196 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6197    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6198    2, then the resulting module has the
6199    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6200 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6201    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6203 C type width Module Flags Metadata
6204 ----------------------------------
6206 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6207 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6208 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6209 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6210 width.
6212 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6213 flags metadata, using the following key-value pairs:
6215 .. list-table::
6216    :header-rows: 1
6217    :widths: 30 70
6219    * - Key
6220      - Value
6222    * - short_wchar
6223      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6224        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6226    * - short_enum
6227      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6228        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6229          represent all of its values.
6231 For example, the following metadata section specifies that the module was
6232 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6233 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6235     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6236     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6237     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6239 Automatic Linker Flags Named Metadata
6240 =====================================
6242 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6243 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6244 allow source files to contain linker command line options, and have these
6245 automatically be transmitted to the linker via object files.
6247 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6248 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6249 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6250 list of metadata strings defining linker options.
6252 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6253 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6254 framework::
6256     !0 = !{ !"-lz" }
6257     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6258     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6260 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6261 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6262 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6263 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6264 assembly writer or object file emitter.
6266 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6267 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6268 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6270 Dependent Libs Named Metadata
6271 =============================
6273 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6274 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6275 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6276 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6277 linker via object files.
6279 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6280 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6281 which should contain a single string operand.
6283 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6285     !0 = !{!"a library specifier"}
6286     !1 = !{!"another library specifier"}
6287     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6289 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6290 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6292 .. _summary:
6294 ThinLTO Summary
6295 ===============
6297 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6298 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6299 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6300 in syntax by a caret ('``^``').
6302 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6303 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6304 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6305 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6306 input file).
6308 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6309 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6310 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6311 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6312 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6313 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6314 before feeding into thin link tools for now).
6316 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6317 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6318 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6319 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6321 .. _module_path_summary:
6323 Module Path Summary Entry
6324 -------------------------
6326 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6327 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6328 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6329 one module path entry per linked module with summary.
6331 Example:
6333 .. code-block:: text
6335     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6337 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6338 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6339 incremental builds and caching.
6341 .. _gv_summary:
6343 Global Value Summary Entry
6344 --------------------------
6346 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6347 referenced by a summarized module.
6349 Example:
6351 .. code-block:: text
6353     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6355 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6356 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6357 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6358 for symbols with weak linkage.
6360 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6361 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6362 :ref:`alias<alias_summary>`.
6364 .. _function_summary:
6366 Function Summary
6367 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6369 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6371 .. code-block:: text
6373     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6375 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6376 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6377 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6378 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6379 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6380 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6381 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6382 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6383 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6385 .. _variable_summary:
6387 Global Variable Summary
6388 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6390 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6392 .. code-block:: text
6394     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6396 The variable entry contains a subset of the fields in a
6397 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6399 .. _alias_summary:
6401 Alias Summary
6402 ^^^^^^^^^^^^^
6404 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6406 .. code-block:: text
6408     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6410 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6411 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6412 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6414 .. _funcflags_summary:
6416 Function Flags
6417 ^^^^^^^^^^^^^^
6419 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6421 .. code-block:: text
6423     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6425 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6426 ``0``.
6428 .. _calls_summary:
6430 Calls
6431 ^^^^^
6433 The optional ``Calls`` field looks like:
6435 .. code-block:: text
6437     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6439 where each ``Callee`` looks like:
6441 .. code-block:: text
6443     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6445 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6446 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6447 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6448 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6449 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6451 .. _refs_summary:
6453 Refs
6454 ^^^^
6456 The optional ``Refs`` field looks like:
6458 .. code-block:: text
6460     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6462 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6463 value (e.g. ``^1``).
6465 .. _typeidinfo_summary:
6467 TypeIdInfo
6468 ^^^^^^^^^^
6470 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6471 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6472 looks like:
6474 .. code-block:: text
6476     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6478 These optional fields have the following forms:
6480 TypeTests
6481 """""""""
6483 .. code-block:: text
6485     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6487 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6488 by summary id or ``GUID``.
6490 TypeTestAssumeVCalls
6491 """"""""""""""""""""
6493 .. code-block:: text
6495     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6497 Where each VFuncId has the format:
6499 .. code-block:: text
6501     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6503 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6504 by summary id or ``GUID`` preceeded by a ``guid:`` tag.
6506 TypeCheckedLoadVCalls
6507 """""""""""""""""""""
6509 .. code-block:: text
6511     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6513 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6515 TypeTestAssumeConstVCalls
6516 """""""""""""""""""""""""
6518 .. code-block:: text
6520     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6522 Where each ConstVCall has the format:
6524 .. code-block:: text
6526     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6528 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6529 and each Arg is an integer argument number.
6531 TypeCheckedLoadConstVCalls
6532 """"""""""""""""""""""""""
6534 .. code-block:: text
6536     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6538 Where each ConstVCall has the format described for
6539 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6541 .. _typeid_summary:
6543 Type ID Summary Entry
6544 ---------------------
6546 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6547 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6548 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6549 so these are only present in a combined summary index.
6551 Example:
6553 .. code-block:: text
6555     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6557 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6558 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6559 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6560 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6561 field that looks like:
6563 .. code-block:: text
6565     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6567 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6568 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6570 .. code-block:: text
6572     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6573     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6574     wpdRes: (kind: indir)
6576 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6577 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6579 .. code-block:: text
6581     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6583 where ResByArg is:
6585 .. code-block:: text
6587     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6589 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6590 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6591 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6592 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6593 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6594 not support the use of absolute symbols to store constants.
6596 .. _intrinsicglobalvariables:
6598 Intrinsic Global Variables
6599 ==========================
6601 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6602 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6603 All globals of this sort should have a section specified as
6604 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6605 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6607 .. _gv_llvmused:
6609 The '``llvm.used``' Global Variable
6610 -----------------------------------
6612 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6613 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6614 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6615 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6616 use of it is:
6618 .. code-block:: llvm
6620     @X = global i8 4
6621     @Y = global i32 123
6623     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6624        i8* @X,
6625        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6626     ], section "llvm.metadata"
6628 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6629 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6630 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6631 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6632 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6633 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6634 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6636 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6637 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6638 molesting the symbol.
6640 .. _gv_llvmcompilerused:
6642 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6643 --------------------------------------------
6645 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6646 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6647 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6648 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6649 by ``@llvm.used``.
6651 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6652 and should not be exposed to source languages.
6654 .. _gv_llvmglobalctors:
6656 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6657 -------------------------------------------
6659 .. code-block:: llvm
6661     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6662     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6664 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6665 functions, priorities, and an associated global or function.
6666 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6667 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6668 functions with the same priority is not defined.
6670 If the third field is non-null, and points to a global variable
6671 or function, the initializer function will only run if the associated
6672 data from the current module is not discarded.
6674 .. _llvmglobaldtors:
6676 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6677 -------------------------------------------
6679 .. code-block:: llvm
6681     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6682     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6684 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6685 functions, priorities, and an associated global or function.
6686 The functions referenced by this array will be called in descending
6687 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6688 order of functions with the same priority is not defined.
6690 If the third field is non-null, and points to a global variable
6691 or function, the destructor function will only run if the associated
6692 data from the current module is not discarded.
6694 Instruction Reference
6695 =====================
6697 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6698 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6699 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6700 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6701 :ref:`other instructions <otherops>`.
6703 .. _terminators:
6705 Terminator Instructions
6706 -----------------------
6708 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6709 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6710 block should be executed after the current block is finished. These
6711 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6712 control flow, not values (the one exception being the
6713 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6715 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6716 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6717 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6718 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6719 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6720 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6721 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6722 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6724 .. _i_ret:
6726 '``ret``' Instruction
6727 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6729 Syntax:
6730 """""""
6734       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6735       ret void                 ; Return from void function
6737 Overview:
6738 """""""""
6740 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6741 a value) from a function back to the caller.
6743 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6744 value and then causes control flow, and one that just causes control
6745 flow to occur.
6747 Arguments:
6748 """"""""""
6750 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6751 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6752 class <t_firstclass>`' type.
6754 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6755 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6756 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6757 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6758 value.
6760 Semantics:
6761 """"""""""
6763 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6764 the calling function's context. If the caller is a
6765 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6766 instruction after the call. If the caller was an
6767 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6768 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6769 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6770 value.
6772 Example:
6773 """"""""
6775 .. code-block:: llvm
6777       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6778       ret void                        ; Return from a void function
6779       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6781 .. _i_br:
6783 '``br``' Instruction
6784 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6786 Syntax:
6787 """""""
6791       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6792       br label <dest>          ; Unconditional branch
6794 Overview:
6795 """""""""
6797 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6798 different basic block in the current function. There are two forms of
6799 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6800 unconditional branch.
6802 Arguments:
6803 """"""""""
6805 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6806 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6807 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6809 Semantics:
6810 """"""""""
6812 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6813 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6814 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6815 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6817 Example:
6818 """"""""
6820 .. code-block:: llvm
6822     Test:
6823       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6824       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6825     IfEqual:
6826       ret i32 1
6827     IfUnequal:
6828       ret i32 0
6830 .. _i_switch:
6832 '``switch``' Instruction
6833 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6835 Syntax:
6836 """""""
6840       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6842 Overview:
6843 """""""""
6845 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6846 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6847 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6848 destinations.
6850 Arguments:
6851 """"""""""
6853 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6854 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6855 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6856 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6858 Semantics:
6859 """"""""""
6861 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6862 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6863 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6864 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6865 to the default destination.
6867 Implementation:
6868 """""""""""""""
6870 Depending on properties of the target machine and the particular
6871 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6872 different ways. For example, it could be generated as a series of
6873 chained conditional branches or with a lookup table.
6875 Example:
6876 """"""""
6878 .. code-block:: llvm
6880      ; Emulate a conditional br instruction
6881      %Val = zext i1 %value to i32
6882      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6884      ; Emulate an unconditional br instruction
6885      switch i32 0, label %dest [ ]
6887      ; Implement a jump table:
6888      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6889                                          i32 1, label %onone
6890                                          i32 2, label %ontwo ]
6892 .. _i_indirectbr:
6894 '``indirectbr``' Instruction
6895 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6897 Syntax:
6898 """""""
6902       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6904 Overview:
6905 """""""""
6907 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6908 label within the current function, whose address is specified by
6909 "``address``". Address must be derived from a
6910 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6912 Arguments:
6913 """"""""""
6915 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6916 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6917 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6918 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6920 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6921 accurate understanding of the CFG.
6923 Semantics:
6924 """"""""""
6926 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6927 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6928 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6929 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6931 Implementation:
6932 """""""""""""""
6934 This is typically implemented with a jump through a register.
6936 Example:
6937 """"""""
6939 .. code-block:: llvm
6941      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6943 .. _i_invoke:
6945 '``invoke``' Instruction
6946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6948 Syntax:
6949 """""""
6953       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6954                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6956 Overview:
6957 """""""""
6959 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6960 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6961 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6962 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6963 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6964 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6965 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6966 nearest "exception" label.
6968 The '``exception``' label is a `landing
6969 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6970 '``exception``' label is required to have the
6971 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
6972 information about the behavior of the program after unwinding happens,
6973 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
6974 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
6975 instruction, so that the important information contained within the
6976 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
6978 Arguments:
6979 """"""""""
6981 This instruction requires several arguments:
6983 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6984    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6985    specified, the call defaults to using C calling conventions.
6986 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6987    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6988    are valid here.
6989 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
6990    of the called function. If it is not specified, the program address space
6991    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
6992 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6993    type of the return value. Functions that return no value are marked
6994    ``void``.
6995 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
6996    argument types must match the types implied by this signature. This
6997    type can be omitted if the function is not varargs.
6998 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6999    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7000    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7001    to function value.
7002 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7003    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7004    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7005    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7006    extra arguments can be specified.
7007 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7008    executes a '``ret``' instruction.
7009 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
7010    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
7011    mechanism.
7012 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7013 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7015 Semantics:
7016 """"""""""
7018 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7019 instruction in most regards. The primary difference is that it
7020 establishes an association with a label, which is used by the runtime
7021 library to unwind the stack.
7023 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
7024 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
7025 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
7026 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
7028 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
7029 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
7030 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
7031 return value is available.
7033 Example:
7034 """"""""
7036 .. code-block:: llvm
7038       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
7039                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7040       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
7041                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7043 .. _i_callbr:
7045 '``callbr``' Instruction
7046 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7048 Syntax:
7049 """""""
7053       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
7054                     [operand bundles] to label <normal label> or jump [other labels]
7056 Overview:
7057 """""""""
7059 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
7060 function, with the possibility of control flow transfer to either the
7061 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
7063 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
7064 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
7066 Arguments:
7067 """"""""""
7069 This instruction requires several arguments:
7071 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7072    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7073    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7074 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7075    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7076    are valid here.
7077 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7078    of the called function. If it is not specified, the program address space
7079    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7080 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7081    type of the return value. Functions that return no value are marked
7082    ``void``.
7083 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
7084    argument types must match the types implied by this signature. This
7085    type can be omitted if the function is not varargs.
7086 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7087    be called. In most cases, this is a direct function call, but
7088    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7089    to function value.
7090 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7091    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7092    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7093    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7094    extra arguments can be specified.
7095 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7096    executes a '``ret``' instruction.
7097 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
7098    to a location other than the normal '``normal label``'
7099 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7100 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7102 Semantics:
7103 """"""""""
7105 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7106 instruction in most regards. The primary difference is that it
7107 establishes an association with additional labels to define where control
7108 flow goes after the call.
7110 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
7111 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
7112 assembly to jump to.
7114 Example:
7115 """"""""
7117 .. code-block:: text
7119       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
7120                   to label %normal or jump [label %fail]
7122 .. _i_resume:
7124 '``resume``' Instruction
7125 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7127 Syntax:
7128 """""""
7132       resume <type> <value>
7134 Overview:
7135 """""""""
7137 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
7138 successors.
7140 Arguments:
7141 """"""""""
7143 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7144 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7145 function.
7147 Semantics:
7148 """"""""""
7150 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7151 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7152 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7154 Example:
7155 """"""""
7157 .. code-block:: llvm
7159       resume { i8*, i32 } %exn
7161 .. _i_catchswitch:
7163 '``catchswitch``' Instruction
7164 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7166 Syntax:
7167 """""""
7171       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7172       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7174 Overview:
7175 """""""""
7177 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7178 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7179 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7181 Arguments:
7182 """"""""""
7184 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7185 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7186 this operand may be the token ``none``.
7188 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7189 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7190 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7191 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7193 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7194 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7196 Semantics:
7197 """"""""""
7199 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7200 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7201 present.
7203 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7204 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7205 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7207 Example:
7208 """"""""
7210 .. code-block:: text
7212     dispatch1:
7213       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7214     dispatch2:
7215       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7217 .. _i_catchret:
7219 '``catchret``' Instruction
7220 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7222 Syntax:
7223 """""""
7227       catchret from <token> to label <normal>
7229 Overview:
7230 """""""""
7232 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7233 single successor.
7236 Arguments:
7237 """"""""""
7239 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7240 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7241 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7242 transfer to next.
7244 Semantics:
7245 """"""""""
7247 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7248 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7249 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7250 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7251 ``normal``.
7253 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7254 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7255 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7256 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7258 Example:
7259 """"""""
7261 .. code-block:: text
7263       catchret from %catch label %continue
7265 .. _i_cleanupret:
7267 '``cleanupret``' Instruction
7268 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7270 Syntax:
7271 """""""
7275       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7276       cleanupret from <value> unwind to caller
7278 Overview:
7279 """""""""
7281 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7282 an optional successor.
7285 Arguments:
7286 """"""""""
7288 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7289 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7290 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7291 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7292 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7294 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7295 which must be the label of another basic block beginning with either a
7296 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7297 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7298 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7300 Semantics:
7301 """"""""""
7303 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7304 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7305 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7306 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7308 Example:
7309 """"""""
7311 .. code-block:: text
7313       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7314       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7316 .. _i_unreachable:
7318 '``unreachable``' Instruction
7319 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7321 Syntax:
7322 """""""
7326       unreachable
7328 Overview:
7329 """""""""
7331 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7332 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7333 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7334 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7336 Semantics:
7337 """"""""""
7339 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7341 .. _unaryops:
7343 Unary Operations
7344 -----------------
7346 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7347 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7348 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7349 result value has the same type as its operand.
7351 .. _i_fneg:
7353 '``fneg``' Instruction
7354 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7356 Syntax:
7357 """""""
7361       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7363 Overview:
7364 """""""""
7366 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7368 Arguments:
7369 """"""""""
7371 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7372 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7373 floating-point values.
7375 Semantics:
7376 """"""""""
7378 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7379 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7380 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7381 unsafe floating-point optimizations:
7383 Example:
7384 """"""""
7386 .. code-block:: text
7388       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7390 .. _binaryops:
7392 Binary Operations
7393 -----------------
7395 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7396 They require two operands of the same type, execute an operation on
7397 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7398 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7399 result value has the same type as its operands.
7401 There are several different binary operators:
7403 .. _i_add:
7405 '``add``' Instruction
7406 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7408 Syntax:
7409 """""""
7413       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7414       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7415       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7416       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7418 Overview:
7419 """""""""
7421 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7423 Arguments:
7424 """"""""""
7426 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7427 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7428 arguments must have identical types.
7430 Semantics:
7431 """"""""""
7433 The value produced is the integer sum of the two operands.
7435 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7436 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7437 the result.
7439 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7440 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7442 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7443 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7444 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7445 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7447 Example:
7448 """"""""
7450 .. code-block:: text
7452       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7454 .. _i_fadd:
7456 '``fadd``' Instruction
7457 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7459 Syntax:
7460 """""""
7464       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7466 Overview:
7467 """""""""
7469 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7471 Arguments:
7472 """"""""""
7474 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7475 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7476 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7478 Semantics:
7479 """"""""""
7481 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7482 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7483 environment <floatenv>`.
7484 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7485 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7486 unsafe floating-point optimizations:
7488 Example:
7489 """"""""
7491 .. code-block:: text
7493       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7495 '``sub``' Instruction
7496 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7498 Syntax:
7499 """""""
7503       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7504       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7505       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7506       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7508 Overview:
7509 """""""""
7511 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7513 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7514 instruction present in most other intermediate representations.
7516 Arguments:
7517 """"""""""
7519 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7520 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7521 arguments must have identical types.
7523 Semantics:
7524 """"""""""
7526 The value produced is the integer difference of the two operands.
7528 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7529 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7530 the result.
7532 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7533 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7535 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7536 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7537 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7538 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7540 Example:
7541 """"""""
7543 .. code-block:: text
7545       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7546       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7548 .. _i_fsub:
7550 '``fsub``' Instruction
7551 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7553 Syntax:
7554 """""""
7558       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7560 Overview:
7561 """""""""
7563 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7565 Arguments:
7566 """"""""""
7568 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7569 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7570 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7572 Semantics:
7573 """"""""""
7575 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7576 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7577 environment <floatenv>`.
7578 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7579 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7580 unsafe floating-point optimizations:
7582 Example:
7583 """"""""
7585 .. code-block:: text
7587       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7588       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7590 '``mul``' Instruction
7591 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7593 Syntax:
7594 """""""
7598       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7599       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7600       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7601       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7603 Overview:
7604 """""""""
7606 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7608 Arguments:
7609 """"""""""
7611 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7612 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7613 arguments must have identical types.
7615 Semantics:
7616 """"""""""
7618 The value produced is the integer product of the two operands.
7620 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7621 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7622 bit width of the result.
7624 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7625 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7626 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7627 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7628 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7629 product.
7631 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7632 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7633 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7634 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7636 Example:
7637 """"""""
7639 .. code-block:: text
7641       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7643 .. _i_fmul:
7645 '``fmul``' Instruction
7646 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7648 Syntax:
7649 """""""
7653       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7655 Overview:
7656 """""""""
7658 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7660 Arguments:
7661 """"""""""
7663 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7664 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7665 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7667 Semantics:
7668 """"""""""
7670 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7671 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7672 environment <floatenv>`.
7673 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7674 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7675 unsafe floating-point optimizations:
7677 Example:
7678 """"""""
7680 .. code-block:: text
7682       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7684 '``udiv``' Instruction
7685 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7687 Syntax:
7688 """""""
7692       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7693       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7695 Overview:
7696 """""""""
7698 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7700 Arguments:
7701 """"""""""
7703 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7704 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7705 arguments must have identical types.
7707 Semantics:
7708 """"""""""
7710 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7712 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7713 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7715 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7716 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7719 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7720 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7721 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7723 Example:
7724 """"""""
7726 .. code-block:: text
7728       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7730 '``sdiv``' Instruction
7731 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7733 Syntax:
7734 """""""
7738       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7739       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7741 Overview:
7742 """""""""
7744 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7746 Arguments:
7747 """"""""""
7749 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7750 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7751 arguments must have identical types.
7753 Semantics:
7754 """"""""""
7756 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7757 rounded towards zero.
7759 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7760 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7762 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7763 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7764 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7765 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7767 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7768 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7770 Example:
7771 """"""""
7773 .. code-block:: text
7775       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7777 .. _i_fdiv:
7779 '``fdiv``' Instruction
7780 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7782 Syntax:
7783 """""""
7787       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7789 Overview:
7790 """""""""
7792 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7794 Arguments:
7795 """"""""""
7797 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7798 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7799 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7801 Semantics:
7802 """"""""""
7804 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7805 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7806 environment <floatenv>`.
7807 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7808 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7809 unsafe floating-point optimizations:
7811 Example:
7812 """"""""
7814 .. code-block:: text
7816       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7818 '``urem``' Instruction
7819 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7821 Syntax:
7822 """""""
7826       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7828 Overview:
7829 """""""""
7831 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7832 division of its two arguments.
7834 Arguments:
7835 """"""""""
7837 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7838 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7839 arguments must have identical types.
7841 Semantics:
7842 """"""""""
7844 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7845 This instruction always performs an unsigned division to get the
7846 remainder.
7848 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7849 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7851 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7852 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7853 undefined behavior.
7855 Example:
7856 """"""""
7858 .. code-block:: text
7860       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7862 '``srem``' Instruction
7863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7865 Syntax:
7866 """""""
7870       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7872 Overview:
7873 """""""""
7875 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7876 division of its two operands. This instruction can also take
7877 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7878 must be integers.
7880 Arguments:
7881 """"""""""
7883 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7884 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7885 arguments must have identical types.
7887 Semantics:
7888 """"""""""
7890 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7891 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7892 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7893 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7894 difference, see `The Math
7895 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7896 table of how this is implemented in various languages, please see
7897 `Wikipedia: modulo
7898 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7900 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7901 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7903 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7904 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7905 undefined behavior.
7906 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7907 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7908 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7909 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7910 result of the division and the remainder.)
7912 Example:
7913 """"""""
7915 .. code-block:: text
7917       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7919 .. _i_frem:
7921 '``frem``' Instruction
7922 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7924 Syntax:
7925 """""""
7929       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7931 Overview:
7932 """""""""
7934 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7935 its two operands.
7937 Arguments:
7938 """"""""""
7940 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7941 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7942 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7944 Semantics:
7945 """"""""""
7947 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7948 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7949 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7950 dividend.
7951 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7952 environment <floatenv>`.
7953 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7954 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7955 unsafe floating-point optimizations:
7957 Example:
7958 """"""""
7960 .. code-block:: text
7962       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7964 .. _bitwiseops:
7966 Bitwise Binary Operations
7967 -------------------------
7969 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7970 in a program. They are generally very efficient instructions and can
7971 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
7972 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
7973 single value. The resulting value is the same type as its operands.
7975 '``shl``' Instruction
7976 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7978 Syntax:
7979 """""""
7983       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
7984       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7985       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7986       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7988 Overview:
7989 """""""""
7991 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
7992 a specified number of bits.
7994 Arguments:
7995 """"""""""
7997 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
7998 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7999 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8001 Semantics:
8002 """"""""""
8004 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
8005 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
8006 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
8007 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8008 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
8009 by the corresponding shift amount in ``op2``.
8011 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8012 value if it shifts out any non-zero bits.
8013 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8014 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
8016 Example:
8017 """"""""
8019 .. code-block:: text
8021       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
8022       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
8023       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
8024       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
8025       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
8027 '``lshr``' Instruction
8028 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8030 Syntax:
8031 """""""
8035       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8036       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8038 Overview:
8039 """""""""
8041 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
8042 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
8044 Arguments:
8045 """"""""""
8047 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
8048 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8049 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8051 Semantics:
8052 """"""""""
8054 This instruction always performs a logical shift right operation. The
8055 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
8056 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8057 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8058 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8059 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8061 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
8062 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8064 Example:
8065 """"""""
8067 .. code-block:: text
8069       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8070       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8071       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8072       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
8073       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
8074       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
8076 '``ashr``' Instruction
8077 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8079 Syntax:
8080 """""""
8084       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8085       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8087 Overview:
8088 """""""""
8090 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
8091 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
8092 extension.
8094 Arguments:
8095 """"""""""
8097 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
8098 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8099 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8101 Semantics:
8102 """"""""""
8104 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
8105 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
8106 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8107 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8108 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8109 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8111 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
8112 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8114 Example:
8115 """"""""
8117 .. code-block:: text
8119       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8120       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8121       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8122       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
8123       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
8124       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
8126 '``and``' Instruction
8127 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8129 Syntax:
8130 """""""
8134       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8136 Overview:
8137 """""""""
8139 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
8140 operands.
8142 Arguments:
8143 """"""""""
8145 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8146 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8147 arguments must have identical types.
8149 Semantics:
8150 """"""""""
8152 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8154 +-----+-----+-----+
8155 | In0 | In1 | Out |
8156 +-----+-----+-----+
8157 |   0 |   0 |   0 |
8158 +-----+-----+-----+
8159 |   0 |   1 |   0 |
8160 +-----+-----+-----+
8161 |   1 |   0 |   0 |
8162 +-----+-----+-----+
8163 |   1 |   1 |   1 |
8164 +-----+-----+-----+
8166 Example:
8167 """"""""
8169 .. code-block:: text
8171       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8172       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8173       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8175 '``or``' Instruction
8176 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8178 Syntax:
8179 """""""
8183       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8185 Overview:
8186 """""""""
8188 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8189 two operands.
8191 Arguments:
8192 """"""""""
8194 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8195 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8196 arguments must have identical types.
8198 Semantics:
8199 """"""""""
8201 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8203 +-----+-----+-----+
8204 | In0 | In1 | Out |
8205 +-----+-----+-----+
8206 |   0 |   0 |   0 |
8207 +-----+-----+-----+
8208 |   0 |   1 |   1 |
8209 +-----+-----+-----+
8210 |   1 |   0 |   1 |
8211 +-----+-----+-----+
8212 |   1 |   1 |   1 |
8213 +-----+-----+-----+
8215 Example:
8216 """"""""
8220       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8221       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8222       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8224 '``xor``' Instruction
8225 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8227 Syntax:
8228 """""""
8232       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8234 Overview:
8235 """""""""
8237 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8238 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8239 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8241 Arguments:
8242 """"""""""
8244 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8245 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8246 arguments must have identical types.
8248 Semantics:
8249 """"""""""
8251 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8253 +-----+-----+-----+
8254 | In0 | In1 | Out |
8255 +-----+-----+-----+
8256 |   0 |   0 |   0 |
8257 +-----+-----+-----+
8258 |   0 |   1 |   1 |
8259 +-----+-----+-----+
8260 |   1 |   0 |   1 |
8261 +-----+-----+-----+
8262 |   1 |   1 |   0 |
8263 +-----+-----+-----+
8265 Example:
8266 """"""""
8268 .. code-block:: text
8270       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8271       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8272       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8273       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8275 Vector Operations
8276 -----------------
8278 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8279 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8280 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8281 While LLVM does directly support these vector operations, many
8282 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8283 take full advantage of a specific target.
8285 .. _i_extractelement:
8287 '``extractelement``' Instruction
8288 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8290 Syntax:
8291 """""""
8295       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8296       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8298 Overview:
8299 """""""""
8301 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8302 from a vector at a specified index.
8304 Arguments:
8305 """"""""""
8307 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8308 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8309 the position from which to extract the element. The index may be a
8310 variable of any integer type.
8312 Semantics:
8313 """"""""""
8315 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8316 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8317 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8318 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8319 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8320 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8322 Example:
8323 """"""""
8325 .. code-block:: text
8327       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8329 .. _i_insertelement:
8331 '``insertelement``' Instruction
8332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8334 Syntax:
8335 """""""
8339       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8340       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8342 Overview:
8343 """""""""
8345 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8346 vector at a specified index.
8348 Arguments:
8349 """"""""""
8351 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8352 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8353 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8354 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8355 index may be a variable of any integer type.
8357 Semantics:
8358 """"""""""
8360 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8361 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8362 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8363 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8364 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8365 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8367 Example:
8368 """"""""
8370 .. code-block:: text
8372       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8374 .. _i_shufflevector:
8376 '``shufflevector``' Instruction
8377 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8379 Syntax:
8380 """""""
8384       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8385       <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>>
8387 Overview:
8388 """""""""
8390 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8391 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8392 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8394 Arguments:
8395 """"""""""
8397 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8398 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8399 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8400 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8401 same as the element type of the first two operands.
8403 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8404 constant integer or undef values.
8406 Semantics:
8407 """"""""""
8409 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8410 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8411 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8412 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8413 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8414 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8415 of the input vectors, the resulting element is undef.
8417 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8418 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8419 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8421 Example:
8422 """"""""
8424 .. code-block:: text
8426       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8427                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8428       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8429                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8430       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8431                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8432       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8433                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8435 Aggregate Operations
8436 --------------------
8438 LLVM supports several instructions for working with
8439 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8441 .. _i_extractvalue:
8443 '``extractvalue``' Instruction
8444 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8446 Syntax:
8447 """""""
8451       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8453 Overview:
8454 """""""""
8456 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8457 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8459 Arguments:
8460 """"""""""
8462 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8463 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8464 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8465 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8467 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8469 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8470    omitted and assumed to be zero.
8471 -  At least one index must be specified.
8472 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8474 Semantics:
8475 """"""""""
8477 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8478 the index operands.
8480 Example:
8481 """"""""
8483 .. code-block:: text
8485       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8487 .. _i_insertvalue:
8489 '``insertvalue``' Instruction
8490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8492 Syntax:
8493 """""""
8497       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8499 Overview:
8500 """""""""
8502 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8503 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8505 Arguments:
8506 """"""""""
8508 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8509 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8510 a first-class value to insert. The following operands are constant
8511 indices indicating the position at which to insert the value in a
8512 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8513 to insert must have the same type as the value identified by the
8514 indices.
8516 Semantics:
8517 """"""""""
8519 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8520 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8521 indices is that of ``elt``.
8523 Example:
8524 """"""""
8526 .. code-block:: llvm
8528       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8529       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8530       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8532 .. _memoryops:
8534 Memory Access and Addressing Operations
8535 ---------------------------------------
8537 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8538 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8539 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8540 memory in LLVM.
8542 .. _i_alloca:
8544 '``alloca``' Instruction
8545 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8547 Syntax:
8548 """""""
8552       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8554 Overview:
8555 """""""""
8557 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8558 currently executing function, to be automatically released when this
8559 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8560 address space for allocas indicated in the datalayout.
8562 Arguments:
8563 """"""""""
8565 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8566 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8567 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8568 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8569 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8570 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8571 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8572 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8573 boundary compatible with the type.
8575 '``type``' may be any sized type.
8577 Semantics:
8578 """"""""""
8580 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8581 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8582 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8583 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8584 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8585 to represent automatic variables that must have an address available. When
8586 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8587 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8588 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8589 which way the stack grows) is not specified.
8591 Example:
8592 """"""""
8594 .. code-block:: llvm
8596       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8597       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8598       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8599       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8601 .. _i_load:
8603 '``load``' Instruction
8604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8606 Syntax:
8607 """""""
8611       <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>]
8612       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8613       !<index> = !{ i32 1 }
8614       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8615       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8617 Overview:
8618 """""""""
8620 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8622 Arguments:
8623 """"""""""
8625 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8626 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8627 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8628 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8629 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8630 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8632 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8633 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8634 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8635 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8636 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8637 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8638 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8639 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8640 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8641 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8643 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8644 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8645 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8646 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8647 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8648 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8649 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8650 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8651 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8652 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8653 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8654 tools, so should not be accessed if the function has the
8655 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8657 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8658 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8659 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8660 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8661 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8662 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8663 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8665 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8666 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8667 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8668 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8669 referenced by the load contains the same value at all points in the
8670 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8671 otherwise, the behavior is undefined.
8673 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8674  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8675  See ``invariant.group`` metadata :ref:`invariant.group <md_invariant.group>`
8677 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8678 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8679 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8680 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8681 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8682 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8683 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8685 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8686 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8687 entry.
8688 See ``dereferenceable`` metadata :ref:`dereferenceable <md_dereferenceable>`
8690 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8691 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8692 ``i64`` entry.
8693 See ``dereferenceable_or_null`` metadata :ref:`dereferenceable_or_null
8694 <md_dereferenceable_or_null>`
8696 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8697 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8698 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8699 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8700 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8701 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8702 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8703 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8705 Semantics:
8706 """"""""""
8708 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8709 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8710 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8711 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8712 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8713 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8714 written using a store of the same type.
8716 Examples:
8717 """""""""
8719 .. code-block:: llvm
8721       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8722       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8723       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8725 .. _i_store:
8727 '``store``' Instruction
8728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8730 Syntax:
8731 """""""
8735       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8736       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8738 Overview:
8739 """""""""
8741 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8743 Arguments:
8744 """"""""""
8746 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8747 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8748 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8749 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8750 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8751 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8752 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8753 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8755 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8756 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8757 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8758 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8759 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8760 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8761 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8762 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8763 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8764 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8766 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8767 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8768 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8769 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8770 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8771 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8772 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8773 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8774 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8775 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8776 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8777 races if another thread can access the same address. Introducing a
8778 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8779 even in situations where a data race is known to not exist if the
8780 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8782 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8783 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8784 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8785 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8786 be reused in the cache. The code generator may select special
8787 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8788 x86.
8790 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8791 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8793 Semantics:
8794 """"""""""
8796 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8797 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8798 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8799 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8800 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8801 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8802 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8803 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8805 Example:
8806 """"""""
8808 .. code-block:: llvm
8810       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8811       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8812       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8814 .. _i_fence:
8816 '``fence``' Instruction
8817 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8819 Syntax:
8820 """""""
8824       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8826 Overview:
8827 """""""""
8829 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8830 between operations.
8832 Arguments:
8833 """"""""""
8835 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8836 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8837 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8839 Semantics:
8840 """"""""""
8842 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8843 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8844 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8845 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8846 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8847 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8848 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8849 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8850 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8851 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8852 *happens-before* edge.
8854 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8855 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8856 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8858 A ``fence`` instruction can also take an optional
8859 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8861 Example:
8862 """"""""
8864 .. code-block:: text
8866       fence acquire                                        ; yields void
8867       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8868       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8870 .. _i_cmpxchg:
8872 '``cmpxchg``' Instruction
8873 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8875 Syntax:
8876 """""""
8880       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8882 Overview:
8883 """""""""
8885 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8886 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8887 equal, it tries to store a new value into the memory.
8889 Arguments:
8890 """"""""""
8892 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8893 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8894 address, and a new value to place at that address if the compared values
8895 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8896 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8897 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8898 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8899 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8900 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8901 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8903 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8904 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8905 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8906 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8907 ``release`` or ``acq_rel``.
8909 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8910 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8912 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8913 equal to the size in memory of the operand.
8915 Semantics:
8916 """"""""""
8918 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8919 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8920 written to the location. The original value at the location is returned,
8921 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8923 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8924 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8925 matched.
8927 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8928 if the value loaded equals ``cmp``.
8930 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8931 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8932 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8934 Example:
8935 """"""""
8937 .. code-block:: llvm
8939     entry:
8940       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8941       br label %loop
8943     loop:
8944       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8945       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8946       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8947       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8948       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8949       br i1 %success, label %done, label %loop
8951     done:
8952       ...
8954 .. _i_atomicrmw:
8956 '``atomicrmw``' Instruction
8957 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8959 Syntax:
8960 """""""
8964       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8966 Overview:
8967 """""""""
8969 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
8971 Arguments:
8972 """"""""""
8974 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
8975 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
8976 operation. The operation must be one of the following keywords:
8978 -  xchg
8979 -  add
8980 -  sub
8981 -  and
8982 -  nand
8983 -  or
8984 -  xor
8985 -  max
8986 -  min
8987 -  umax
8988 -  umin
8989 -  fadd
8990 -  fsub
8992 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
8993 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
8994 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
8995 may also be a floating point type with the same size constraints as
8996 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
8997 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
8998 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8999 allowed to modify the number or order of execution of this
9000 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
9002 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
9003 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
9005 Semantics:
9006 """"""""""
9008 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
9009 operand are atomically read, modified, and written back. The original
9010 value at the location is returned. The modification is specified by the
9011 operation argument:
9013 -  xchg: ``*ptr = val``
9014 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
9015 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
9016 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
9017 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
9018 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
9019 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
9020 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9021 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9022 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9023    comparison)
9024 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9025    comparison)
9026 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
9027 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
9029 Example:
9030 """"""""
9032 .. code-block:: llvm
9034       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
9036 .. _i_getelementptr:
9038 '``getelementptr``' Instruction
9039 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9041 Syntax:
9042 """""""
9046       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9047       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9048       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
9050 Overview:
9051 """""""""
9053 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
9054 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
9055 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
9056 be used to calculate a vector of such addresses.
9058 Arguments:
9059 """"""""""
9061 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
9062 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
9063 base address to start from. The remaining arguments are indices
9064 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
9065 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
9066 into. The first index always indexes the pointer value given as the
9067 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
9068 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
9069 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
9070 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
9071 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
9072 would require loading the pointer before continuing calculation.
9074 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
9075 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
9076 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
9077 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
9078 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
9079 required to be constant. These integers are treated as signed values
9080 where relevant.
9082 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
9083 to LLVM:
9085 .. code-block:: c
9087     struct RT {
9088       char A;
9089       int B[10][20];
9090       char C;
9091     };
9092     struct ST {
9093       int X;
9094       double Y;
9095       struct RT Z;
9096     };
9098     int *foo(struct ST *s) {
9099       return &s[1].Z.B[5][13];
9100     }
9102 The LLVM code generated by Clang is:
9104 .. code-block:: llvm
9106     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
9107     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
9109     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
9110     entry:
9111       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
9112       ret i32* %arrayidx
9113     }
9115 Semantics:
9116 """"""""""
9118 In the example above, the first index is indexing into the
9119 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
9120 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
9121 indexes into the third element of the structure, yielding a
9122 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
9123 structure. The third index indexes into the second element of the
9124 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
9125 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
9126 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
9127 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
9129 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
9130 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
9131 for the given testcase is equivalent to:
9133 .. code-block:: llvm
9135     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9136       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9137       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9138       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9139       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9140       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9141       ret i32* %t5
9142     }
9144 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9145 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9146 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9147 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9148 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9149 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9150 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9151 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9152 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9153 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9154 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9155 of the computations element-wise.
9157 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9158 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9159 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9160 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9161 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9162 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9163 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9164 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9165 information.
9167 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9168 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9169 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9170 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9171 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9172 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9173 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9174 in the case where both operands are in the range of the element selected
9175 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9176 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9177 in constant ``getelementptr`` expressions.
9179 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9180 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9182 Example:
9183 """"""""
9185 .. code-block:: llvm
9187         ; yields [12 x i8]*:aptr
9188         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9189         ; yields i8*:vptr
9190         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9191         ; yields i8*:eptr
9192         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9193         ; yields i32*:iptr
9194         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9196 Vector of pointers:
9197 """""""""""""""""""
9199 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9200 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9201 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9202 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9204 .. code-block:: llvm
9206      ; All arguments are vectors:
9207      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9208      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9210      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9211      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9212      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9214      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9215      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9216      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9218      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9220 The two following instructions are equivalent:
9222 .. code-block:: llvm
9224      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9225        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9226        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9227        <4 x i32> %ind4,
9228        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9230      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9231        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9233 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9234 makes sense:
9236 .. code-block:: c
9238     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9239     double *A, *B; int *C;
9240     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9241       A[i] = B[C[i]];
9242     }
9244 .. code-block:: llvm
9246     ; get pointers for 8 elements from array B
9247     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9248     ; load 8 elements from array B into A
9249     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9250          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9252 Conversion Operations
9253 ---------------------
9255 The instructions in this category are the conversion instructions
9256 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9257 various bit conversions on the operand.
9259 .. _i_trunc:
9261 '``trunc .. to``' Instruction
9262 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9264 Syntax:
9265 """""""
9269       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9271 Overview:
9272 """""""""
9274 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9276 Arguments:
9277 """"""""""
9279 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9280 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9281 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9282 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9283 types are not allowed.
9285 Semantics:
9286 """"""""""
9288 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9289 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9290 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9291 It will always truncate bits.
9293 Example:
9294 """"""""
9296 .. code-block:: llvm
9298       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9299       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9300       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9301       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9303 .. _i_zext:
9305 '``zext .. to``' Instruction
9306 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9308 Syntax:
9309 """""""
9313       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9315 Overview:
9316 """""""""
9318 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9320 Arguments:
9321 """"""""""
9323 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9324 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9325 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9326 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9328 Semantics:
9329 """"""""""
9331 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9332 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9334 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9336 Example:
9337 """"""""
9339 .. code-block:: llvm
9341       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9342       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9343       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9345 .. _i_sext:
9347 '``sext .. to``' Instruction
9348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9350 Syntax:
9351 """""""
9355       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9357 Overview:
9358 """""""""
9360 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9362 Arguments:
9363 """"""""""
9365 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9366 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9367 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9368 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9370 Semantics:
9371 """"""""""
9373 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9374 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9375 of the type ``ty2``.
9377 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9379 Example:
9380 """"""""
9382 .. code-block:: llvm
9384       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9385       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9386       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9388 '``fptrunc .. to``' Instruction
9389 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9391 Syntax:
9392 """""""
9396       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9398 Overview:
9399 """""""""
9401 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9403 Arguments:
9404 """"""""""
9406 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9407 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9408 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9409 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9411 Semantics:
9412 """"""""""
9414 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9415 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9416 <t_floating>` type.
9417 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9418 environment <floatenv>`.
9420 Example:
9421 """"""""
9423 .. code-block:: llvm
9425       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9426       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9428 '``fpext .. to``' Instruction
9429 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9431 Syntax:
9432 """""""
9436       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9438 Overview:
9439 """""""""
9441 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9442 value.
9444 Arguments:
9445 """"""""""
9447 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9448 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9449 to. The source type must be smaller than the destination type.
9451 Semantics:
9452 """"""""""
9454 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9455 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9456 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9457 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9458 *no-op cast* for a floating-point cast.
9460 Example:
9461 """"""""
9463 .. code-block:: llvm
9465       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9466       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9468 '``fptoui .. to``' Instruction
9469 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9471 Syntax:
9472 """""""
9476       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9478 Overview:
9479 """""""""
9481 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9482 integer equivalent of type ``ty2``.
9484 Arguments:
9485 """"""""""
9487 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9488 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9489 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9490 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9491 type with the same number of elements as ``ty``
9493 Semantics:
9494 """"""""""
9496 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9497 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9498 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9499 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9501 Example:
9502 """"""""
9504 .. code-block:: llvm
9506       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9507       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9508       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9510 '``fptosi .. to``' Instruction
9511 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9513 Syntax:
9514 """""""
9518       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9520 Overview:
9521 """""""""
9523 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9524 ``value`` to type ``ty2``.
9526 Arguments:
9527 """"""""""
9529 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9530 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9531 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9532 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9533 type with the same number of elements as ``ty``
9535 Semantics:
9536 """"""""""
9538 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9539 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9540 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9541 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9543 Example:
9544 """"""""
9546 .. code-block:: llvm
9548       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9549       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9550       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9552 '``uitofp .. to``' Instruction
9553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9555 Syntax:
9556 """""""
9560       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9562 Overview:
9563 """""""""
9565 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9566 and converts that value to the ``ty2`` type.
9568 Arguments:
9569 """"""""""
9571 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9572 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9573 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9574 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9575 type with the same number of elements as ``ty``
9577 Semantics:
9578 """"""""""
9580 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9581 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9582 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9583 the default rounding mode.
9586 Example:
9587 """"""""
9589 .. code-block:: llvm
9591       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9592       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9594 '``sitofp .. to``' Instruction
9595 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9597 Syntax:
9598 """""""
9602       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9604 Overview:
9605 """""""""
9607 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9608 converts that value to the ``ty2`` type.
9610 Arguments:
9611 """"""""""
9613 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9614 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9615 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9616 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9617 type with the same number of elements as ``ty``
9619 Semantics:
9620 """"""""""
9622 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9623 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9624 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9625 mode.
9627 Example:
9628 """"""""
9630 .. code-block:: llvm
9632       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9633       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9635 .. _i_ptrtoint:
9637 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9638 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9640 Syntax:
9641 """""""
9645       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9647 Overview:
9648 """""""""
9650 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9651 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9653 Arguments:
9654 """"""""""
9656 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9657 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9658 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9659 a vector of integers type.
9661 Semantics:
9662 """"""""""
9664 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9665 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9666 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9667 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9668 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9669 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9670 change.
9672 Example:
9673 """"""""
9675 .. code-block:: llvm
9677       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9678       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9679       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9681 .. _i_inttoptr:
9683 '``inttoptr .. to``' Instruction
9684 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9686 Syntax:
9687 """""""
9691       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>[, !dereferenceable !<deref_bytes_node>][, !dereferenceable_or_null !<deref_bytes_node]             ; yields ty2
9693 Overview:
9694 """""""""
9696 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9697 pointer type, ``ty2``.
9699 Arguments:
9700 """"""""""
9702 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9703 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9704 type.
9706 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
9707 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
9708 entry.
9709 See ``dereferenceable`` metadata.
9711 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
9712 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
9713 ``i64`` entry.
9714 See ``dereferenceable_or_null`` metadata.
9716 Semantics:
9717 """"""""""
9719 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9720 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9721 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9722 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9723 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9724 nothing is done (*no-op cast*).
9726 Example:
9727 """"""""
9729 .. code-block:: llvm
9731       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9732       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9733       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9734       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9736 .. _i_bitcast:
9738 '``bitcast .. to``' Instruction
9739 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9741 Syntax:
9742 """""""
9746       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9748 Overview:
9749 """""""""
9751 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9752 changing any bits.
9754 Arguments:
9755 """"""""""
9757 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9758 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9759 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9760 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9761 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9762 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9763 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9764 long as they have the same size).
9766 Semantics:
9767 """"""""""
9769 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9770 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9771 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9772 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9773 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9774 pointers) types with the same address space through this instruction.
9775 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9776 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9778 Example:
9779 """"""""
9781 .. code-block:: text
9783       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9784       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9785       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9786       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9788 .. _i_addrspacecast:
9790 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9791 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9793 Syntax:
9794 """""""
9798       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9800 Overview:
9801 """""""""
9803 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9804 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9806 Arguments:
9807 """"""""""
9809 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9810 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9811 address space.
9813 Semantics:
9814 """"""""""
9816 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9817 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9818 value modification, depending on the target and the address space
9819 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9820 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9821 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9822 location.
9824 Example:
9825 """"""""
9827 .. code-block:: llvm
9829       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9830       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9831       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9833 .. _otherops:
9835 Other Operations
9836 ----------------
9838 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9839 which defy better classification.
9841 .. _i_icmp:
9843 '``icmp``' Instruction
9844 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9846 Syntax:
9847 """""""
9851       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9853 Overview:
9854 """""""""
9856 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9857 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9858 pointer, or pointer vector operands.
9860 Arguments:
9861 """"""""""
9863 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9864 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9865 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9867 #. ``eq``: equal
9868 #. ``ne``: not equal
9869 #. ``ugt``: unsigned greater than
9870 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9871 #. ``ult``: unsigned less than
9872 #. ``ule``: unsigned less or equal
9873 #. ``sgt``: signed greater than
9874 #. ``sge``: signed greater or equal
9875 #. ``slt``: signed less than
9876 #. ``sle``: signed less or equal
9878 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9879 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9880 must also be identical types.
9882 Semantics:
9883 """"""""""
9885 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9886 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9887 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9889 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9890    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9891 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9892    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9893 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9894    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9895 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9896    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9897 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9898    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9899 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9900    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9901 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9902    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9903 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9904    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9905 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9906    if ``op1`` is less than ``op2``.
9907 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9908    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9910 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9911 are compared as if they were integers.
9913 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9914 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9915 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9917 Example:
9918 """"""""
9920 .. code-block:: text
9922       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9923       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9924       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9925       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9926       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9927       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9929 .. _i_fcmp:
9931 '``fcmp``' Instruction
9932 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9934 Syntax:
9935 """""""
9939       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9941 Overview:
9942 """""""""
9944 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9945 values based on comparison of its operands.
9947 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9948 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9950 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9951 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9952 compared.
9954 Arguments:
9955 """"""""""
9957 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9958 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9959 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9961 #. ``false``: no comparison, always returns false
9962 #. ``oeq``: ordered and equal
9963 #. ``ogt``: ordered and greater than
9964 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9965 #. ``olt``: ordered and less than
9966 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9967 #. ``one``: ordered and not equal
9968 #. ``ord``: ordered (no nans)
9969 #. ``ueq``: unordered or equal
9970 #. ``ugt``: unordered or greater than
9971 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
9972 #. ``ult``: unordered or less than
9973 #. ``ule``: unordered or less than or equal
9974 #. ``une``: unordered or not equal
9975 #. ``uno``: unordered (either nans)
9976 #. ``true``: no comparison, always returns true
9978 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
9979 that either operand may be a QNAN.
9981 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
9982 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
9983 They must have identical types.
9985 Semantics:
9986 """"""""""
9988 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
9989 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
9990 vectors are compared element by element. Each comparison performed
9991 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
9993 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
9994 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9995    is equal to ``op2``.
9996 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9997    is greater than ``op2``.
9998 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9999    is greater than or equal to ``op2``.
10000 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10001    is less than ``op2``.
10002 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10003    is less than or equal to ``op2``.
10004 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10005    is not equal to ``op2``.
10006 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
10007 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10008    equal to ``op2``.
10009 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10010    greater than ``op2``.
10011 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10012    greater than or equal to ``op2``.
10013 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10014    less than ``op2``.
10015 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10016    less than or equal to ``op2``.
10017 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10018    not equal to ``op2``.
10019 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
10020 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
10022 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
10023 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10024 otherwise unsafe floating-point optimizations.
10026 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
10027 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
10028 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
10029 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
10031 Example:
10032 """"""""
10034 .. code-block:: text
10036       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
10037       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10038       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10039       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
10041 .. _i_phi:
10043 '``phi``' Instruction
10044 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10046 Syntax:
10047 """""""
10051       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
10053 Overview:
10054 """""""""
10056 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
10057 graph representing the function.
10059 Arguments:
10060 """"""""""
10062 The type of the incoming values is specified with the first type field.
10063 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
10064 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
10065 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
10066 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
10067 label arguments.
10069 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
10070 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
10071 block.
10073 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
10074 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
10075 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
10076 instruction's return value on the same edge).
10078 Semantics:
10079 """"""""""
10081 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
10082 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
10083 executed just prior to the current block.
10085 Example:
10086 """"""""
10088 .. code-block:: llvm
10090     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
10091       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
10092       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
10093       br label %Loop
10095 .. _i_select:
10097 '``select``' Instruction
10098 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10100 Syntax:
10101 """""""
10105       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
10107       selty is either i1 or {<N x i1>}
10109 Overview:
10110 """""""""
10112 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
10113 condition, without IR-level branching.
10115 Arguments:
10116 """"""""""
10118 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
10119 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
10120 class <t_firstclass>` type.
10122 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
10123    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
10124    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10125    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
10127 Semantics:
10128 """"""""""
10130 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
10131 the first value argument; otherwise, it returns the second value
10132 argument.
10134 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
10135 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
10137 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
10138 same size, then an entire vector is selected.
10140 Example:
10141 """"""""
10143 .. code-block:: llvm
10145       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10147 .. _i_call:
10149 '``call``' Instruction
10150 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10152 Syntax:
10153 """""""
10157       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10158                  [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10160 Overview:
10161 """""""""
10163 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10165 Arguments:
10166 """"""""""
10168 This instruction requires several arguments:
10170 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10171    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10172    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10173    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10174    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10176    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10177       recursive cycle in the call graph.
10178    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10179       forwarded in place.
10180    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10181       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10182       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10183       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10184       if a void return type is in use.
10186    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10187    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10188    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10189    additional  rules:
10191    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10192      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10193    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10194      produced by the call or void.
10195    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10196      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10197      in address space.
10198    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10199    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10200      returned, and inalloca, must match.
10201    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10202      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10203      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10205    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10206    the following conditions are met:
10208    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
10209    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10210       uses value of call or is void).
10211    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
10212       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
10213    -  `Platform-specific constraints are
10214       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10216 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10217    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10218    call optimization from being performed on the call.
10220 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10221    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10222    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10223    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10225 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10226    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10227    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10228    calling convention of the call must match the calling convention of
10229    the target function, or else the behavior is undefined.
10230 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10231    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10232    are valid here.
10233 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10234    of the called function. If it is not specified, the program address space
10235    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10236 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10237    type of the return value. Functions that return no value are marked
10238    ``void``.
10239 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10240    argument types must match the types implied by this signature. This
10241    type can be omitted if the function is not varargs.
10242 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10243    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10244    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10245    to function value.
10246 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10247    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10248    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10249    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10250    extra arguments can be specified.
10251 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10252 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10254 Semantics:
10255 """"""""""
10257 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10258 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10259 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10260 flow continues with the instruction after the function call, and the
10261 return value of the function is bound to the result argument.
10263 Example:
10264 """"""""
10266 .. code-block:: llvm
10268       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10269       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10270       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10271       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10272       call void %foo(i8 97 signext)
10274       %struct.A = type { i32, i8 }
10275       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10276       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10277       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10278       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10279       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10281 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10282 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10283 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10284 This is something we'd like to change in the future to provide better
10285 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10287 .. _i_va_arg:
10289 '``va_arg``' Instruction
10290 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10292 Syntax:
10293 """""""
10297       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10299 Overview:
10300 """""""""
10302 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10303 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10304 the ``va_arg`` macro in C.
10306 Arguments:
10307 """"""""""
10309 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10310 argument. It returns a value of the specified argument type and
10311 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10312 type of ``va_list`` is target specific.
10314 Semantics:
10315 """"""""""
10317 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10318 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10319 the next argument. For more information, see the variable argument
10320 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10322 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10323 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10324 function.
10326 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10327 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10329 Example:
10330 """"""""
10332 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10334 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10335 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10336 types on any target.
10338 .. _i_landingpad:
10340 '``landingpad``' Instruction
10341 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10343 Syntax:
10344 """""""
10348       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10349       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10351       <clause> := catch <type> <value>
10352       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10354 Overview:
10355 """""""""
10357 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10358 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10359 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10360 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10361 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10362 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10364 Arguments:
10365 """"""""""
10367 The optional
10368 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10370 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10371 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10372 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10373 clause takes an array constant as its argument. Use
10374 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10375 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10376 the ``cleanup`` flag.
10378 Semantics:
10379 """"""""""
10381 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10382 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10383 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10384 calling conventions, how the personality function results are
10385 represented in LLVM IR is target specific.
10387 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10388 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10389 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10390 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10391 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10392 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10393 unwinding continues further up the call stack.
10395 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10397 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10398    of an '``invoke``' instruction.
10399 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10400    first non-PHI instruction.
10401 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10402    pad block.
10403 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10404    '``landingpad``' instruction.
10406 Example:
10407 """"""""
10409 .. code-block:: llvm
10411       ;; A landing pad which can catch an integer.
10412       %res = landingpad { i8*, i32 }
10413                catch i8** @_ZTIi
10414       ;; A landing pad that is a cleanup.
10415       %res = landingpad { i8*, i32 }
10416                cleanup
10417       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10418       %res = landingpad { i8*, i32 }
10419                catch i8** @_ZTIi
10420                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10422 .. _i_catchpad:
10424 '``catchpad``' Instruction
10425 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10427 Syntax:
10428 """""""
10432       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10434 Overview:
10435 """""""""
10437 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10438 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10439 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10440 control to catch an exception.
10442 Arguments:
10443 """"""""""
10445 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10446 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10447 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10448 terminates in a ``catchswitch``.
10450 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10451 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10452 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10453 the exception.
10455 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10456 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10457 pads.
10459 Semantics:
10460 """"""""""
10462 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10463 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10464 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10465 entirely target and personality function-specific.
10467 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10468 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10470 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10471 instructions is described in the
10472 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10474 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10475 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10476 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10477 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10479 Example:
10480 """"""""
10482 .. code-block:: text
10484     dispatch:
10485       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10486       ;; A catch block which can catch an integer.
10487     handler0:
10488       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10490 .. _i_cleanuppad:
10492 '``cleanuppad``' Instruction
10493 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10495 Syntax:
10496 """""""
10500       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10502 Overview:
10503 """""""""
10505 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10506 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10507 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10508 transfer control to run cleanup actions.
10509 The ``args`` correspond to whatever additional
10510 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10511 execute the cleanup.
10512 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10513 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10514 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10515 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10516 this operand may be the token ``none``.
10518 Arguments:
10519 """"""""""
10521 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10522 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10524 Semantics:
10525 """"""""""
10527 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10528 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10529 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10530 As with calling conventions, how the personality function results are
10531 represented in LLVM IR is target specific.
10533 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10535 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10536    an exceptional instruction.
10537 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10538    first non-PHI instruction.
10539 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10540    cleanup block.
10541 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10542    '``cleanuppad``' instruction.
10544 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10545 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10546 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10547 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10549 Example:
10550 """"""""
10552 .. code-block:: text
10554       %tok = cleanuppad within %cs []
10556 .. _intrinsics:
10558 Intrinsic Functions
10559 ===================
10561 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10562 have well known names and semantics and are required to follow certain
10563 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10564 for the LLVM language that does not require changing all of the
10565 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10566 reader/writer, the parser, etc...).
10568 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10569 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10570 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10571 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10572 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10573 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10574 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10575 are added that they be documented here.
10577 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10578 represents a family of functions that perform the same operation but on
10579 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10580 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10581 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10582 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10583 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10584 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10585 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10586 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10587 argument or the result.
10589 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10590 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10591 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10592 whose type is matched against another type do not. For example, the
10593 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10594 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10595 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10596 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10597 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10598 type is matched against the return type, it does not require its own
10599 name suffix.
10601 For target developers who are defining intrinsics for back-end code
10602 generation, any intrinsic overloads based solely the distinction between
10603 integer or floating point types should not be relied upon for correct
10604 code generation. In such cases, the recommended approach for target
10605 maintainers when defining intrinsics is to create separate integer and
10606 FP intrinsics rather than rely on overloading. For example, if different
10607 codegen is required for ``llvm.target.foo(<4 x i32>)`` and
10608 ``llvm.target.foo(<4 x float>)`` then these should be split into
10609 different intrinsics.
10611 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10612 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10614 .. _int_varargs:
10616 Variable Argument Handling Intrinsics
10617 -------------------------------------
10619 Variable argument support is defined in LLVM with the
10620 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10621 functions. These functions are related to the similarly named macros
10622 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10624 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10625 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10626 does not define what this type is, so all transformations should be
10627 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10629 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10630 variable argument handling intrinsic functions are used.
10632 .. code-block:: llvm
10634     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10635     ; it is merely an i8*.
10636     %struct.va_list = type { i8* }
10638     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10639     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10641     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10642       ; Initialize variable argument processing
10643       %ap = alloca %struct.va_list
10644       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10645       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10647       ; Read a single integer argument
10648       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10650       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10651       %aq = alloca i8*
10652       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10653       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10654       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10656       ; Stop processing of arguments.
10657       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10658       ret i32 %tmp
10659     }
10661     declare void @llvm.va_start(i8*)
10662     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10663     declare void @llvm.va_end(i8*)
10665 .. _int_va_start:
10667 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10668 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10670 Syntax:
10671 """""""
10675       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10677 Overview:
10678 """""""""
10680 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10681 subsequent use by ``va_arg``.
10683 Arguments:
10684 """"""""""
10686 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10688 Semantics:
10689 """"""""""
10691 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10692 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10693 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10694 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10695 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10696 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10697 that out.
10699 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10700 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10702 Syntax:
10703 """""""
10707       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10709 Overview:
10710 """""""""
10712 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10713 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10715 Arguments:
10716 """"""""""
10718 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10720 Semantics:
10721 """"""""""
10723 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10724 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10725 element to which the argument points. Calls to
10726 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10727 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10728 ``llvm.va_end``.
10730 .. _int_va_copy:
10732 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10733 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10735 Syntax:
10736 """""""
10740       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10742 Overview:
10743 """""""""
10745 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10746 from the source argument list to the destination argument list.
10748 Arguments:
10749 """"""""""
10751 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10752 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10754 Semantics:
10755 """"""""""
10757 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10758 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10759 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10760 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10761 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10763 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10764 --------------------------------------
10766 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10767 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10768 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10769 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10771 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10772 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10773 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10774 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10775 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10776 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10778 Experimental Statepoint Intrinsics
10779 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10781 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10782 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10783 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10784 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10785 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10786 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10787 described in :doc:`Statepoints`.
10789 .. _int_gcroot:
10791 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10792 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10794 Syntax:
10795 """""""
10799       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10801 Overview:
10802 """""""""
10804 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10805 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10807 Arguments:
10808 """"""""""
10810 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10811 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10812 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10813 root.
10815 Semantics:
10816 """"""""""
10818 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10819 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10820 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10821 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10822 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10824 .. _int_gcread:
10826 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10827 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10829 Syntax:
10830 """""""
10834       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10836 Overview:
10837 """""""""
10839 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10840 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10841 barriers.
10843 Arguments:
10844 """"""""""
10846 The second argument is the address to read from, which should be an
10847 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10848 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10849 runtime (otherwise null).
10851 Semantics:
10852 """"""""""
10854 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10855 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10856 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10857 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10858 algorithm <gc>`.
10860 .. _int_gcwrite:
10862 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10865 Syntax:
10866 """""""
10870       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10872 Overview:
10873 """""""""
10875 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10876 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10877 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10879 Arguments:
10880 """"""""""
10882 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10883 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10884 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10885 object, Obj may be null.
10887 Semantics:
10888 """"""""""
10890 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10891 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10892 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10893 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10894 algorithm <gc>`.
10896 Code Generator Intrinsics
10897 -------------------------
10899 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10900 may only be implemented with code generator support.
10902 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10903 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10905 Syntax:
10906 """""""
10910       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10912 Overview:
10913 """""""""
10915 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10916 target-specific value indicating the return address of the current
10917 function or one of its callers.
10919 Arguments:
10920 """"""""""
10922 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10923 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10924 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10925 value.
10927 Semantics:
10928 """"""""""
10930 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10931 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10932 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10933 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10934 used for debugging purposes.
10936 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10937 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10938 of the obvious source-language caller.
10940 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10941 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10943 Syntax:
10944 """""""
10948       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10950 Overview:
10951 """""""""
10953 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10954 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10955 current function is stored.
10957 Semantics:
10958 """"""""""
10960 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10961 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10962 of the obvious source-language caller.
10964 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
10966 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
10967 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10969 Syntax:
10970 """""""
10974       declare i8* @llvm.sponentry()
10976 Overview:
10977 """""""""
10979 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
10980 the entry of the current function calling this intrinsic.
10982 Semantics:
10983 """"""""""
10985 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
10987 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
10988 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10990 Syntax:
10991 """""""
10995       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
10997 Overview:
10998 """""""""
11000 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
11001 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
11003 Arguments:
11004 """"""""""
11006 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
11007 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
11008 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
11009 value.
11011 Semantics:
11012 """"""""""
11014 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
11015 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
11016 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
11017 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
11018 used for debugging purposes.
11020 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
11021 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
11022 of the obvious source-language caller.
11024 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
11025 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11027 Syntax:
11028 """""""
11032       declare void @llvm.localescape(...)
11033       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
11035 Overview:
11036 """""""""
11038 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
11039 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
11040 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
11041 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
11043 Arguments:
11044 """"""""""
11046 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
11047 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
11048 once, and it can only do so from the entry block.
11050 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
11051 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
11052 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
11053 other modules.
11055 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
11056 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
11057 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
11058 pointer in platform-specific ways.
11060 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
11061 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
11063 Semantics:
11064 """"""""""
11066 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
11067 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
11068 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
11069 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
11070 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
11071 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
11072 '``llvm.localrecover``'.
11074 .. _int_read_register:
11075 .. _int_write_register:
11077 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
11078 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11080 Syntax:
11081 """""""
11085       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
11086       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
11087       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
11088       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
11089       !0 = !{!"sp\00"}
11091 Overview:
11092 """""""""
11094 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
11095 provides access to the named register. The register must be valid on
11096 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
11097 with the register being read.
11099 Semantics:
11100 """"""""""
11102 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
11103 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
11104 the current value of the register, where possible.
11106 This is useful to implement named register global variables that need
11107 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
11108 bare-metal programs including OS kernels.
11110 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
11111 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
11112 allocatable registers are not supported.
11114 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
11115 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
11116 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
11117 registers.
11119 .. _int_stacksave:
11121 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
11122 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11124 Syntax:
11125 """""""
11129       declare i8* @llvm.stacksave()
11131 Overview:
11132 """""""""
11134 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
11135 of the function stack, for use with
11136 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
11137 implementing language features like scoped automatic variable sized
11138 arrays in C99.
11140 Semantics:
11141 """"""""""
11143 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
11144 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
11145 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
11146 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
11147 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
11148 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
11149 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
11151 .. _int_stackrestore:
11153 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11154 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11156 Syntax:
11157 """""""
11161       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11163 Overview:
11164 """""""""
11166 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11167 the function stack to the state it was in when the corresponding
11168 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11169 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11170 sized arrays in C99.
11172 Semantics:
11173 """"""""""
11175 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11177 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11179 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11180 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11182 Syntax:
11183 """""""
11187       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11188       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11190 Overview:
11191 """""""""
11193       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11194       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11195       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11196       intendend for use in combination with
11197       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11198       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11199       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11201 Semantics:
11202 """"""""""
11204       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11205       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11206       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11207       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11208       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11209       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11210       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11212       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11213       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11214       compile-time-known constant value.
11216       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11217       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11219 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11220 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11222 Syntax:
11223 """""""
11227       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11229 Overview:
11230 """""""""
11232 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11233 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11234 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11235 its performance characteristics.
11237 Arguments:
11238 """"""""""
11240 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11241 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11242 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11243 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11244 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11245 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11246 arguments must be constant integers.
11248 Semantics:
11249 """"""""""
11251 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11252 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11253 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11254 the processor cache for better performance.
11256 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11257 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11259 Syntax:
11260 """""""
11264       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11266 Overview:
11267 """""""""
11269 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11270 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11271 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11272 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11273 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11274 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11275 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11276 allow correlations of simulation runs.
11278 Arguments:
11279 """"""""""
11281 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11283 Semantics:
11284 """"""""""
11286 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11287 that do not support this intrinsic may ignore it.
11289 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11290 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11292 Syntax:
11293 """""""
11297       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11299 Overview:
11300 """""""""
11302 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11303 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11304 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11305 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11306 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11307 timings.
11309 Semantics:
11310 """"""""""
11312 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11313 memory. Implementations are allowed to either return a application
11314 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11315 is lowered to a constant 0.
11317 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11318 running at and the host platform.
11320 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11321 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11323 Syntax:
11324 """""""
11328       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11330 Overview:
11331 """""""""
11333 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11334 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11335 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11336 flushes the instruction cache.
11338 Semantics:
11339 """"""""""
11341 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11342 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11343 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11344 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11345 privileges.
11347 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11348 time library.
11350 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11351 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11353 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11354 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11356 Syntax:
11357 """""""
11361       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11362                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11364 Overview:
11365 """""""""
11367 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11368 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11369 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11370 program at runtime.
11372 Arguments:
11373 """"""""""
11375 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11376 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11377 (mangled) function name for a set of counters.
11379 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11380 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11381 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11382 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11383 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11385 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11386 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11388 Semantics:
11389 """"""""""
11391 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11392 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11393 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11394 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11395 the ``llvm-profdata`` tool.
11397 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11400 Syntax:
11401 """""""
11405       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11406                                                   i32 <num-counters>,
11407                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11409 Overview:
11410 """""""""
11412 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11413 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11414 argument to specify the step of the increment.
11416 Arguments:
11417 """"""""""
11418 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11419 intrinsic.
11421 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11423 Semantics:
11424 """"""""""
11425 See description of '``llvm.instrprof.increment``' instrinsic.
11428 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11429 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11431 Syntax:
11432 """""""
11436       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11437                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11438                                                  i32 <index>)
11440 Overview:
11441 """""""""
11443 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11444 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11445 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11446 instrumented expressions take in a program at runtime.
11448 Arguments:
11449 """"""""""
11451 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11452 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11453 (mangled) function name for a set of counters.
11455 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11456 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11457 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11458 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11460 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11461 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11462 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11463 supported value profiling kinds are enumerated through the
11464 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11465 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11466 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11468 Semantics:
11469 """"""""""
11471 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11472 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11473 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11474 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11475 runtime library with proper arguments.
11477 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11480 Syntax:
11481 """""""
11485       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11487 Overview:
11488 """""""""
11490 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11491 pointer.
11493 Semantics:
11494 """"""""""
11496 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11497 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11498 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11499 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11500 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11501 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11502 this intrinsic.
11504 Standard C Library Intrinsics
11505 -----------------------------
11507 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11508 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11509 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11510 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11512 .. _int_memcpy:
11514 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11515 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11517 Syntax:
11518 """""""
11520 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11521 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11522 support all bit widths however.
11526       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11527                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11528       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11529                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11531 Overview:
11532 """""""""
11534 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11535 source location to the destination location.
11537 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11538 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11539 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11541 Arguments:
11542 """"""""""
11544 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11545 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11546 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11547 boolean indicating a volatile access.
11549 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11550 for the first and second arguments.
11552 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11553 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11554 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11556 Semantics:
11557 """"""""""
11559 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11560 source location to the destination location, which are not allowed to
11561 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11562 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11563 the argument.
11565 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11566 be appropriately aligned.
11568 .. _int_memmove:
11570 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11571 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11573 Syntax:
11574 """""""
11576 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11577 bit width and for different address space. Not all targets support all
11578 bit widths however.
11582       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11583                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11584       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11585                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11587 Overview:
11588 """""""""
11590 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11591 source location to the destination location. It is similar to the
11592 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11593 overlap.
11595 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11596 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11597 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11599 Arguments:
11600 """"""""""
11602 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11603 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11604 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11605 boolean indicating a volatile access.
11607 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11608 for the first and second arguments.
11610 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11611 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11612 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11614 Semantics:
11615 """"""""""
11617 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11618 source location to the destination location, which may overlap. It
11619 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11620 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11621 the argument.
11623 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11624 be appropriately aligned.
11626 .. _int_memset:
11628 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11629 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11631 Syntax:
11632 """""""
11634 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11635 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11636 support all bit widths.
11640       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11641                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11642       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11643                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11645 Overview:
11646 """""""""
11648 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11649 particular byte value.
11651 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11652 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11653 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11655 Arguments:
11656 """"""""""
11658 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11659 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11660 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11661 is a boolean indicating a volatile access.
11663 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11664 for the first arguments.
11666 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11667 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11668 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11670 Semantics:
11671 """"""""""
11673 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11674 at the destination location. If the argument is known to be
11675 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11676 the argument.
11678 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11679 be appropriately aligned.
11681 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11682 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11684 Syntax:
11685 """""""
11687 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11688 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11689 all types however.
11693       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11694       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11695       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11696       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11697       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11699 Overview:
11700 """""""""
11702 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11704 Arguments:
11705 """"""""""
11707 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11709 Semantics:
11710 """"""""""
11712 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11713 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11714 matches a conforming libm implementation.
11716 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11717 using a less accurate calculation.
11719 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11720 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11722 Syntax:
11723 """""""
11725 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11726 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11727 all types however.
11731       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11732       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11733       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11734       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11735       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11737 Overview:
11738 """""""""
11740 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11741 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11742 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11743 used, the second argument remains a scalar integer value.
11745 Arguments:
11746 """"""""""
11748 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11749 raise to that power.
11751 Semantics:
11752 """"""""""
11754 This function returns the first value raised to the second power with an
11755 unspecified sequence of rounding operations.
11757 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11758 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11760 Syntax:
11761 """""""
11763 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11764 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11765 all types however.
11769       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11770       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11771       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11772       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11773       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11775 Overview:
11776 """""""""
11778 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11780 Arguments:
11781 """"""""""
11783 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11785 Semantics:
11786 """"""""""
11788 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11789 trapping or setting ``errno``.
11791 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11792 using a less accurate calculation.
11794 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11795 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11797 Syntax:
11798 """""""
11800 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11801 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11802 all types however.
11806       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11807       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11808       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11809       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11810       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11812 Overview:
11813 """""""""
11815 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11817 Arguments:
11818 """"""""""
11820 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11822 Semantics:
11823 """"""""""
11825 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11826 trapping or setting ``errno``.
11828 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11829 using a less accurate calculation.
11831 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11832 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11834 Syntax:
11835 """""""
11837 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11838 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11839 all types however.
11843       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11844       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11845       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11846       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11847       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11849 Overview:
11850 """""""""
11852 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11853 specified (positive or negative) power.
11855 Arguments:
11856 """"""""""
11858 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11860 Semantics:
11861 """"""""""
11863 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11864 trapping or setting ``errno``.
11866 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11867 using a less accurate calculation.
11869 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11872 Syntax:
11873 """""""
11875 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11876 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11877 all types however.
11881       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11882       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11883       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11884       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11885       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11887 Overview:
11888 """""""""
11890 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11891 value.
11893 Arguments:
11894 """"""""""
11896 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11898 Semantics:
11899 """"""""""
11901 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11902 trapping or setting ``errno``.
11904 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11905 using a less accurate calculation.
11907 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11908 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11910 Syntax:
11911 """""""
11913 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11914 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11915 all types however.
11919       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11920       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11921       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11922       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11923       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11925 Overview:
11926 """""""""
11928 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11929 specified value.
11931 Arguments:
11932 """"""""""
11934 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11936 Semantics:
11937 """"""""""
11939 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11940 trapping or setting ``errno``.
11942 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11943 using a less accurate calculation.
11945 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11948 Syntax:
11949 """""""
11951 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11952 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11953 all types however.
11957       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11958       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11959       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11960       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11961       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11963 Overview:
11964 """""""""
11966 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
11967 value.
11969 Arguments:
11970 """"""""""
11972 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11974 Semantics:
11975 """"""""""
11977 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
11978 trapping or setting ``errno``.
11980 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11981 using a less accurate calculation.
11983 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
11984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11986 Syntax:
11987 """""""
11989 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
11990 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11991 all types however.
11995       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
11996       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
11997       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
11998       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
11999       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12001 Overview:
12002 """""""""
12004 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
12005 specified value.
12007 Arguments:
12008 """"""""""
12010 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12012 Semantics:
12013 """"""""""
12015 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
12016 trapping or setting ``errno``.
12018 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12019 using a less accurate calculation.
12021 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
12022 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12024 Syntax:
12025 """""""
12027 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
12028 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12029 all types however.
12033       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
12034       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
12035       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
12036       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
12037       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12039 Overview:
12040 """""""""
12042 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
12043 value.
12045 Arguments:
12046 """"""""""
12048 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12050 Semantics:
12051 """"""""""
12053 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
12054 trapping or setting ``errno``.
12056 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12057 using a less accurate calculation.
12059 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
12060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12062 Syntax:
12063 """""""
12065 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
12066 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12067 all types however.
12071       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
12072       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
12073       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
12074       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
12075       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
12077 Overview:
12078 """""""""
12080 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
12082 Arguments:
12083 """"""""""
12085 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
12087 Semantics:
12088 """"""""""
12090 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
12091 trapping or setting ``errno``.
12093 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12094 using a less accurate calculation.
12096 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
12097 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12099 Syntax:
12100 """""""
12102 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
12103 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12104 all types however.
12108       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
12109       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
12110       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
12111       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
12112       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
12114 Overview:
12115 """""""""
12117 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
12118 operand.
12120 Arguments:
12121 """"""""""
12123 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12124 type.
12126 Semantics:
12127 """"""""""
12129 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
12130 would, and handles error conditions in the same way.
12132 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
12133 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12135 Syntax:
12136 """""""
12138 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
12139 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12140 all types however.
12144       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
12145       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12146       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12147       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12148       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12150 Overview:
12151 """""""""
12153 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12154 arguments.
12157 Arguments:
12158 """"""""""
12160 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12161 type.
12163 Semantics:
12164 """"""""""
12166 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12167 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12169 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12170 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12171 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12172 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12173 return either -0.0 or 0.0.
12175 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12176 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12177 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12178 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12179 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12180 ``llvm.canonicalize``).
12183 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12184 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12186 Syntax:
12187 """""""
12189 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12190 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12191 all types however.
12195       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12196       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12197       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12198       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12199       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12201 Overview:
12202 """""""""
12204 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12205 arguments.
12208 Arguments:
12209 """"""""""
12211 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12212 type.
12214 Semantics:
12215 """"""""""
12216 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12217 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12219 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12220 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12221 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12222 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12223 return either -0.0 or 0.0.
12225 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12226 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12227 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12228 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12229 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12230 ``llvm.canonicalize``).
12232 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12233 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12235 Syntax:
12236 """""""
12238 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12239 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12240 all types however.
12244       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12245       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12246       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12247       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12248       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12250 Overview:
12251 """""""""
12253 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12254 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12257 Arguments:
12258 """"""""""
12260 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12261 type.
12263 Semantics:
12264 """"""""""
12265 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12266 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12267 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12268 IEEE 754-2018.
12270 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12271 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12273 Syntax:
12274 """""""
12276 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12277 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12278 all types however.
12282       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12283       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12284       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12285       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12286       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12288 Overview:
12289 """""""""
12291 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12292 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12295 Arguments:
12296 """"""""""
12298 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12299 type.
12301 Semantics:
12302 """"""""""
12303 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12304 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12305 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12306 IEEE 754-2018.
12308 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12309 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12311 Syntax:
12312 """""""
12314 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12315 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12316 all types however.
12320       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12321       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12322       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12323       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12324       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12326 Overview:
12327 """""""""
12329 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12330 first operand and the sign of the second operand.
12332 Arguments:
12333 """"""""""
12335 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12336 type.
12338 Semantics:
12339 """"""""""
12341 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12342 functions would, and handles error conditions in the same way.
12344 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12345 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12347 Syntax:
12348 """""""
12350 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12351 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12352 all types however.
12356       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12357       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12358       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12359       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12360       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12362 Overview:
12363 """""""""
12365 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12367 Arguments:
12368 """"""""""
12370 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12371 type.
12373 Semantics:
12374 """"""""""
12376 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12377 would, and handles error conditions in the same way.
12379 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12380 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12382 Syntax:
12383 """""""
12385 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12386 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12387 all types however.
12391       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12392       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12393       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12394       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12395       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12397 Overview:
12398 """""""""
12400 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12402 Arguments:
12403 """"""""""
12405 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12406 type.
12408 Semantics:
12409 """"""""""
12411 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12412 would, and handles error conditions in the same way.
12414 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12415 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12417 Syntax:
12418 """""""
12420 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12421 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12422 all types however.
12426       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12427       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12428       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12429       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12430       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12432 Overview:
12433 """""""""
12435 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12436 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12438 Arguments:
12439 """"""""""
12441 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12442 type.
12444 Semantics:
12445 """"""""""
12447 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12448 would, and handles error conditions in the same way.
12450 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12451 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12453 Syntax:
12454 """""""
12456 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12457 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12458 all types however.
12462       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12463       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12464       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12465       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12466       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12468 Overview:
12469 """""""""
12471 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12472 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12473 operand isn't an integer.
12475 Arguments:
12476 """"""""""
12478 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12479 type.
12481 Semantics:
12482 """"""""""
12484 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12485 would, and handles error conditions in the same way.
12487 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12490 Syntax:
12491 """""""
12493 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12494 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12495 all types however.
12499       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12500       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12501       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12502       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12503       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12505 Overview:
12506 """""""""
12508 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12509 nearest integer.
12511 Arguments:
12512 """"""""""
12514 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12515 type.
12517 Semantics:
12518 """"""""""
12520 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12521 functions would, and handles error conditions in the same way.
12523 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12524 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12526 Syntax:
12527 """""""
12529 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12530 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12531 all types however.
12535       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12536       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12537       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12538       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12539       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12541 Overview:
12542 """""""""
12544 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12545 nearest integer.
12547 Arguments:
12548 """"""""""
12550 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12551 type.
12553 Semantics:
12554 """"""""""
12556 This function returns the same values as the libm ``round``
12557 functions would, and handles error conditions in the same way.
12559 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12560 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12562 Syntax:
12563 """""""
12565 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12566 floating-point type. Not all targets support all types however.
12570       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12571       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12572       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12573       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12574       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12576       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12577       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12578       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12579       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12580       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12582 Overview:
12583 """""""""
12585 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12586 nearest integer.
12588 Arguments:
12589 """"""""""
12591 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12593 Semantics:
12594 """"""""""
12596 This function returns the same values as the libm ``lround``
12597 functions would, but without setting errno.
12599 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12600 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12602 Syntax:
12603 """""""
12605 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12606 floating-point type. Not all targets support all types however.
12610       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12611       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12612       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12613       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12614       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12616 Overview:
12617 """""""""
12619 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12620 nearest integer.
12622 Arguments:
12623 """"""""""
12625 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12627 Semantics:
12628 """"""""""
12630 This function returns the same values as the libm ``llround``
12631 functions would, but without setting errno.
12633 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12634 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12636 Syntax:
12637 """""""
12639 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12640 floating-point type. Not all targets support all types however.
12644       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12645       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12646       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12647       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12648       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12650       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12651       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12652       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12653       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12654       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12656 Overview:
12657 """""""""
12659 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12660 nearest integer.
12662 Arguments:
12663 """"""""""
12665 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12667 Semantics:
12668 """"""""""
12670 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12671 functions would, but without setting errno.
12673 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12674 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12676 Syntax:
12677 """""""
12679 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12680 floating-point type. Not all targets support all types however.
12684       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12685       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12686       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12687       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12688       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12690 Overview:
12691 """""""""
12693 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12694 nearest integer.
12696 Arguments:
12697 """"""""""
12699 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12701 Semantics:
12702 """"""""""
12704 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12705 functions would, but without setting errno.
12707 Bit Manipulation Intrinsics
12708 ---------------------------
12710 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12711 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12713 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12714 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12716 Syntax:
12717 """""""
12719 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12720 integer type.
12724       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12725       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12726       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12727       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12729 Overview:
12730 """""""""
12732 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12733 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12734 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12736 Semantics:
12737 """"""""""
12739 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12740 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12741 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12742 basis and the element order is not affected.
12744 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12745 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12747 Syntax:
12748 """""""
12750 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12751 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12755       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12756       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12757       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12758       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12760 Overview:
12761 """""""""
12763 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12764 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12765 multiple of 16 bits).
12767 Semantics:
12768 """"""""""
12770 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12771 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12772 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12773 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12774 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12775 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12776 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12777 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12778 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12780 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12781 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12783 Syntax:
12784 """""""
12786 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12787 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12788 support all bit widths or vector types, however.
12792       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12793       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12794       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12795       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12796       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12797       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12799 Overview:
12800 """""""""
12802 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12803 in a value.
12805 Arguments:
12806 """"""""""
12808 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12809 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12810 match the argument type.
12812 Semantics:
12813 """"""""""
12815 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12816 each element of a vector.
12818 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12819 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12821 Syntax:
12822 """""""
12824 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12825 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12826 targets support all bit widths or vector types, however.
12830       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12831       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12832       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12833       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12834       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12835       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12837 Overview:
12838 """""""""
12840 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12841 leading zeros in a variable.
12843 Arguments:
12844 """"""""""
12846 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12847 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12848 type must match the first argument type.
12850 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12851 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12852 defined result. Historically some architectures did not provide a
12853 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12854 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12856 Semantics:
12857 """"""""""
12859 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12860 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12861 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12862 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12863 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12865 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12866 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12868 Syntax:
12869 """""""
12871 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12872 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12873 support all bit widths or vector types, however.
12877       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12878       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12879       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12880       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12881       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12882       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12884 Overview:
12885 """""""""
12887 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12888 trailing zeros.
12890 Arguments:
12891 """"""""""
12893 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12894 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12895 type must match the first argument type.
12897 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12898 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12899 defined result. Historically some architectures did not provide a
12900 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12901 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12903 Semantics:
12904 """"""""""
12906 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12907 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12908 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12909 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12910 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12912 .. _int_overflow:
12914 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12915 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12917 Syntax:
12918 """""""
12920 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12921 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12922 support all bit widths or vector types, however.
12926       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12927       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12928       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12930 Overview:
12931 """""""""
12933 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12934 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12935 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12936 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12937 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12938 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12939 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12940 modulo the element size of the arguments.
12942 Arguments:
12943 """"""""""
12945 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12946 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12947 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12948 have the same type.
12950 Example:
12951 """"""""
12953 .. code-block:: text
12955       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12956       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12957       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12958       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12960 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12961 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12963 Syntax:
12964 """""""
12966 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
12967 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12968 support all bit widths or vector types, however.
12972       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12973       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12974       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12976 Overview:
12977 """""""""
12979 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
12980 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12981 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
12982 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12983 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12984 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
12985 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12986 modulo the element size of the arguments.
12988 Arguments:
12989 """"""""""
12991 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12992 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12993 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12994 have the same type.
12996 Example:
12997 """"""""
12999 .. code-block:: text
13001       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
13002       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
13003       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
13004       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
13006 Arithmetic with Overflow Intrinsics
13007 -----------------------------------
13009 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
13011 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
13012 element of this struct contains the result of the corresponding
13013 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
13014 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
13015 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
13016 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
13017 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
13019 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
13020 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
13021 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
13022 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
13023 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
13024 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
13025 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
13027 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
13028 values.
13030 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13031 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13033 Syntax:
13034 """""""
13036 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
13037 on any integer bit width or vectors of integers.
13041       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13042       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13043       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13044       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13046 Overview:
13047 """""""""
13049 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13050 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
13051 occurred during the signed summation.
13053 Arguments:
13054 """"""""""
13056 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13057 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13058 bit width. The second element of the result structure must be of type
13059 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13060 addition.
13062 Semantics:
13063 """"""""""
13065 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13066 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
13067 first element of which is the signed summation, and the second element
13068 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
13069 overflow.
13071 Examples:
13072 """""""""
13074 .. code-block:: llvm
13076       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13077       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13078       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13079       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13081 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13082 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13084 Syntax:
13085 """""""
13087 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
13088 on any integer bit width or vectors of integers.
13092       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13093       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13094       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13095       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13097 Overview:
13098 """""""""
13100 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13101 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
13102 occurred during the unsigned summation.
13104 Arguments:
13105 """"""""""
13107 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13108 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13109 bit width. The second element of the result structure must be of type
13110 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13111 addition.
13113 Semantics:
13114 """"""""""
13116 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13117 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
13118 first element of which is the sum, and the second element of which is a
13119 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
13121 Examples:
13122 """""""""
13124 .. code-block:: llvm
13126       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13127       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13128       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13129       br i1 %obit, label %carry, label %normal
13131 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
13132 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13134 Syntax:
13135 """""""
13137 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
13138 on any integer bit width or vectors of integers.
13142       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13143       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13144       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13145       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13147 Overview:
13148 """""""""
13150 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13151 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13152 overflow occurred during the signed subtraction.
13154 Arguments:
13155 """"""""""
13157 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13158 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13159 bit width. The second element of the result structure must be of type
13160 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13161 subtraction.
13163 Semantics:
13164 """"""""""
13166 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13167 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13168 first element of which is the subtraction, and the second element of
13169 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13170 overflow.
13172 Examples:
13173 """""""""
13175 .. code-block:: llvm
13177       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13178       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13179       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13180       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13182 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13183 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13185 Syntax:
13186 """""""
13188 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13189 on any integer bit width or vectors of integers.
13193       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13194       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13195       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13196       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13198 Overview:
13199 """""""""
13201 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13202 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13203 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13205 Arguments:
13206 """"""""""
13208 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13209 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13210 bit width. The second element of the result structure must be of type
13211 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13212 subtraction.
13214 Semantics:
13215 """"""""""
13217 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13218 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13219 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13220 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13221 overflow.
13223 Examples:
13224 """""""""
13226 .. code-block:: llvm
13228       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13229       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13230       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13231       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13233 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13234 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13236 Syntax:
13237 """""""
13239 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13240 on any integer bit width or vectors of integers.
13244       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13245       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13246       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13247       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13249 Overview:
13250 """""""""
13252 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13253 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13254 overflow occurred during the signed multiplication.
13256 Arguments:
13257 """"""""""
13259 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13260 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13261 bit width. The second element of the result structure must be of type
13262 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13263 multiplication.
13265 Semantics:
13266 """"""""""
13268 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13269 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13270 the first element of which is the multiplication, and the second element
13271 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13272 overflow.
13274 Examples:
13275 """""""""
13277 .. code-block:: llvm
13279       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13280       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13281       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13282       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13284 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13285 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13287 Syntax:
13288 """""""
13290 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13291 on any integer bit width or vectors of integers.
13295       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13296       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13297       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13298       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13300 Overview:
13301 """""""""
13303 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13304 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13305 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13307 Arguments:
13308 """"""""""
13310 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13311 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13312 bit width. The second element of the result structure must be of type
13313 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13314 multiplication.
13316 Semantics:
13317 """"""""""
13319 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13320 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13321 the first element of which is the multiplication, and the second
13322 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13323 resulted in an overflow.
13325 Examples:
13326 """""""""
13328 .. code-block:: llvm
13330       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13331       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13332       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13333       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13335 Saturation Arithmetic Intrinsics
13336 ---------------------------------
13338 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13339 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13340 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13341 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13342 minimum.
13345 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13346 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13348 Syntax
13349 """""""
13351 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13352 on any integer bit width or vectors of integers.
13356       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13357       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13358       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13359       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13361 Overview
13362 """""""""
13364 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13365 saturation addition on the 2 arguments.
13367 Arguments
13368 """"""""""
13370 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13371 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13372 values that will undergo signed addition.
13374 Semantics:
13375 """"""""""
13377 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13378 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13379 smallest signed value representable by this bit width.
13382 Examples
13383 """""""""
13385 .. code-block:: llvm
13387       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13388       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13389       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13390       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13393 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13394 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13396 Syntax
13397 """""""
13399 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13400 on any integer bit width or vectors of integers.
13404       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13405       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13406       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13407       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13409 Overview
13410 """""""""
13412 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13413 saturation addition on the 2 arguments.
13415 Arguments
13416 """"""""""
13418 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13419 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13420 values that will undergo unsigned addition.
13422 Semantics:
13423 """"""""""
13425 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13426 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13427 operation, the result will never saturate towards zero.
13430 Examples
13431 """""""""
13433 .. code-block:: llvm
13435       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13436       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13437       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13440 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13441 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13443 Syntax
13444 """""""
13446 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13447 on any integer bit width or vectors of integers.
13451       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13452       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13453       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13454       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13456 Overview
13457 """""""""
13459 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13460 saturation subtraction on the 2 arguments.
13462 Arguments
13463 """"""""""
13465 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13466 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13467 values that will undergo signed subtraction.
13469 Semantics:
13470 """"""""""
13472 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13473 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13474 smallest signed value representable by this bit width.
13477 Examples
13478 """""""""
13480 .. code-block:: llvm
13482       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13483       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13484       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13485       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13488 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13489 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13491 Syntax
13492 """""""
13494 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13495 on any integer bit width or vectors of integers.
13499       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13500       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13501       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13502       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13504 Overview
13505 """""""""
13507 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13508 saturation subtraction on the 2 arguments.
13510 Arguments
13511 """"""""""
13513 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13514 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13515 values that will undergo unsigned subtraction.
13517 Semantics:
13518 """"""""""
13520 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13521 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13522 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13523 the largest possible value representable by this bit width.
13526 Examples
13527 """""""""
13529 .. code-block:: llvm
13531       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13532       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13535 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13536 ---------------------------------
13538 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13539 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13540 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13541 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13542 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13543 of the same scale, specified as the third argument.
13545 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13546 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13547 multplication can be represented as
13550         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13552         ; Expands to
13553         %a2 = sext i4 %a to i8
13554         %b2 = sext i4 %b to i8
13555         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13556         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13557         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13558         %result = trunc i8 %r to i4
13560 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13561 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13562 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13563 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13564 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13565 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13566 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13567 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13568 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13569 be less than 1/2^(scale).
13572 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13573 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13575 Syntax
13576 """""""
13578 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13579 on any integer bit width or vectors of integers.
13583       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13584       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13585       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13586       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13588 Overview
13589 """""""""
13591 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13592 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13594 Arguments
13595 """"""""""
13597 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13598 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13599 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13600 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13601 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13602 integer.
13604 Semantics:
13605 """"""""""
13607 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13608 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13609 in the third argument.
13611 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13612 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13613 direction is unspecified.
13615 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13616 the fixed point type.
13619 Examples
13620 """""""""
13622 .. code-block:: llvm
13624       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13625       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13626       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13628       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13629       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13632 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13633 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13635 Syntax
13636 """""""
13638 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13639 on any integer bit width or vectors of integers.
13643       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13644       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13645       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13646       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13648 Overview
13649 """""""""
13651 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13652 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13654 Arguments
13655 """"""""""
13657 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13658 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13659 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13660 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13661 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13662 integer.
13664 Semantics:
13665 """"""""""
13667 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13668 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13669 in the third argument.
13671 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13672 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13673 direction is unspecified.
13675 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13676 the fixed point type.
13679 Examples
13680 """""""""
13682 .. code-block:: llvm
13684       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13685       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13687       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13688       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13691 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13692 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13694 Syntax
13695 """""""
13697 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13698 on any integer bit width or vectors of integers.
13702       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13703       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13704       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13705       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13707 Overview
13708 """""""""
13710 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13711 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13713 Arguments
13714 """"""""""
13716 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13717 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13718 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13719 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13720 integer.
13722 Semantics:
13723 """"""""""
13725 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13726 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13727 in the third argument.
13729 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13730 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13731 direction is unspecified.
13733 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13734 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13735 smallest signed value representable by this bit width.
13738 Examples
13739 """""""""
13741 .. code-block:: llvm
13743       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13744       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13745       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13747       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13748       %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)
13750       ; Saturation
13751       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13752       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 2)  ; %res = 7
13753       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 2, i32 2)  ; %res = -8
13754       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 2)  ; %res = 7
13756       ; Scale can affect the saturation result
13757       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13758       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13761 Specialised Arithmetic Intrinsics
13762 ---------------------------------
13764 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13765 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13767 Syntax:
13768 """""""
13772       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13773       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13775 Overview:
13776 """""""""
13778 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13779 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13780 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13781 defined by IEEE-754-2008 to be:
13785       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13786       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13787       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13789 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13790 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13791 according to section 6.2.
13793 Examples of non-canonical encodings:
13795 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13796   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13797 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13798   encodings.
13799 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13800   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13801   a zero of the same sign by this operation.
13803 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13804 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13805 quiet NaN result.
13807 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13808 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13809 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13810 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13812 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13814 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13815 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13816   to ``(x == y)``
13818 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13819 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13821 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13822 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13823 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13824 usual methods.
13826 The canonicalization operation may be optimized away if:
13828 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13829   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13830 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13831   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13833 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13834 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13836 Syntax:
13837 """""""
13841       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13842       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13844 Overview:
13845 """""""""
13847 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13848 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13849 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13850 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13851 and add instructions.
13853 Arguments:
13854 """"""""""
13856 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13857 multiplicands, a and b, and an addend c.
13859 Semantics:
13860 """"""""""
13862 The expression:
13866       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13868 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
13869 not be performed between the multiplication and addition steps if the
13870 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
13871 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
13872 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
13873 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13875 Examples:
13876 """""""""
13878 .. code-block:: llvm
13880       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13883 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13884 ----------------------------------------
13886 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13887 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13888 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13889 scalar result of the same element type.
13892 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13893 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13895 Syntax:
13896 """""""
13900       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %a)
13901       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %a)
13903 Overview:
13904 """""""""
13906 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
13907 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13908 the element-type of the vector input.
13910 Arguments:
13911 """"""""""
13912 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13914 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' Intrinsic
13915 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13917 Syntax:
13918 """""""
13922       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
13923       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
13925 Overview:
13926 """""""""
13928 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
13929 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13930 matches the element-type of the vector input.
13932 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
13933 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
13934 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
13935 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13938 Arguments:
13939 """"""""""
13940 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
13941 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
13942 The second argument must be a vector of floating-point values.
13944 Examples:
13945 """""""""
13949       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float 0.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
13950       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13953 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
13954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13956 Syntax:
13957 """""""
13961       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %a)
13962       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v2i64(<2 x i64> %a)
13964 Overview:
13965 """""""""
13967 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
13968 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13969 the element-type of the vector input.
13971 Arguments:
13972 """"""""""
13973 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13975 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' Intrinsic
13976 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13978 Syntax:
13979 """""""
13983       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
13984       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
13986 Overview:
13987 """""""""
13989 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
13990 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13991 matches the element-type of the vector input.
13993 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
13994 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
13995 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
13996 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13999 Arguments:
14000 """"""""""
14001 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14002 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14003 The second argument must be a vector of floating-point values.
14005 Examples:
14006 """""""""
14010       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float 1.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14011       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14013 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
14014 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14016 Syntax:
14017 """""""
14021       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.v4i32(<4 x i32> %a)
14023 Overview:
14024 """""""""
14026 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
14027 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14028 the element-type of the vector input.
14030 Arguments:
14031 """"""""""
14032 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14034 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
14035 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14037 Syntax:
14038 """""""
14042       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.v4i32(<4 x i32> %a)
14044 Overview:
14045 """""""""
14047 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
14048 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
14049 element-type of the vector input.
14051 Arguments:
14052 """"""""""
14053 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14055 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
14056 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14058 Syntax:
14059 """""""
14063       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %a)
14065 Overview:
14066 """""""""
14068 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
14069 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14070 the element-type of the vector input.
14072 Arguments:
14073 """"""""""
14074 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14076 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
14077 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14079 Syntax:
14080 """""""
14084       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %a)
14086 Overview:
14087 """""""""
14089 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
14090 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14091 matches the element-type of the vector input.
14093 Arguments:
14094 """"""""""
14095 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14097 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
14098 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14100 Syntax:
14101 """""""
14105       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.v4i32(<4 x i32> %a)
14107 Overview:
14108 """""""""
14110 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
14111 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14112 matches the element-type of the vector input.
14114 Arguments:
14115 """"""""""
14116 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14118 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
14119 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14121 Syntax:
14122 """""""
14126       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.v4i32(<4 x i32> %a)
14128 Overview:
14129 """""""""
14131 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
14132 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14133 return type matches the element-type of the vector input.
14135 Arguments:
14136 """"""""""
14137 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14139 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
14140 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14142 Syntax:
14143 """""""
14147       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.v4i32(<4 x i32> %a)
14149 Overview:
14150 """""""""
14152 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14153 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14154 return type matches the element-type of the vector input.
14156 Arguments:
14157 """"""""""
14158 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14160 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14161 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14163 Syntax:
14164 """""""
14168       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v4f32(<4 x float> %a)
14169       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v2f64(<2 x double> %a)
14171 Overview:
14172 """""""""
14174 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14175 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14176 matches the element-type of the vector input.
14178 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14179 assume that NaNs are not present in the input vector.
14181 Arguments:
14182 """"""""""
14183 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14185 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14186 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14188 Syntax:
14189 """""""
14193       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v4f32(<4 x float> %a)
14194       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v2f64(<2 x double> %a)
14196 Overview:
14197 """""""""
14199 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14200 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14201 matches the element-type of the vector input.
14203 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14204 assume that NaNs are not present in the input vector.
14206 Arguments:
14207 """"""""""
14208 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14210 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14211 ----------------------------------------
14213 For most target platforms, half precision floating-point is a
14214 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14215 but does not support computation in the format.
14217 This means that code must first load the half-precision floating-point
14218 value as an i16, then convert it to float with
14219 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14220 then be performed on the float value (including extending to double
14221 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14222 if needed, then converted to i16 with
14223 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14224 i16 value.
14226 .. _int_convert_to_fp16:
14228 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14229 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14231 Syntax:
14232 """""""
14236       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14237       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14239 Overview:
14240 """""""""
14242 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14243 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14245 Arguments:
14246 """"""""""
14248 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14249 converted.
14251 Semantics:
14252 """"""""""
14254 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14255 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14256 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14258 Examples:
14259 """""""""
14261 .. code-block:: llvm
14263       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14264       store i16 %res, i16* @x, align 2
14266 .. _int_convert_from_fp16:
14268 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14269 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14271 Syntax:
14272 """""""
14276       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14277       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14279 Overview:
14280 """""""""
14282 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14283 conversion from half precision floating-point format to single precision
14284 floating-point format.
14286 Arguments:
14287 """"""""""
14289 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14290 converted.
14292 Semantics:
14293 """"""""""
14295 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14296 conversion from half single precision floating-point format to single
14297 precision floating-point format. The input half-float value is
14298 represented by an ``i16`` value.
14300 Examples:
14301 """""""""
14303 .. code-block:: llvm
14305       %a = load i16, i16* @x, align 2
14306       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14308 .. _dbg_intrinsics:
14310 Debugger Intrinsics
14311 -------------------
14313 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14314 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14315 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14316 document.
14318 Exception Handling Intrinsics
14319 -----------------------------
14321 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14322 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14323 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14325 .. _int_trampoline:
14327 Trampoline Intrinsics
14328 ---------------------
14330 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14331 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14332 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14333 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14334 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14335 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14336 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14337 extension.
14339 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14340 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14341 It can be created as follows:
14343 .. code-block:: llvm
14345       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14346       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14347       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14348       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14349       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14351 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14352 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14354 .. _int_it:
14356 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14357 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14359 Syntax:
14360 """""""
14364       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14366 Overview:
14367 """""""""
14369 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14370 turning it into a trampoline.
14372 Arguments:
14373 """"""""""
14375 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14376 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14377 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14378 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14379 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14380 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14381 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14382 bitcast to an ``i8*``.
14384 Semantics:
14385 """"""""""
14387 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14388 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14389 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14390 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14391 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14392 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14393 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14394 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14395 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14396 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14397 modified, then the effect of any later call to the returned function
14398 pointer is undefined.
14400 .. _int_at:
14402 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14403 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14405 Syntax:
14406 """""""
14410       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14412 Overview:
14413 """""""""
14415 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14416 a trampoline (passed as ``tramp``).
14418 Arguments:
14419 """"""""""
14421 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14422 code filled in by a previous call to
14423 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14425 Semantics:
14426 """"""""""
14428 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14429 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14430 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14431 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14432 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14434 .. _int_mload_mstore:
14436 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14437 ---------------------------------------
14439 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.
14441 .. _int_mload:
14443 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14444 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14446 Syntax:
14447 """""""
14448 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14452       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14453       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14454       ;; The data is a vector of pointers to double
14455       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14456       ;; The data is a vector of function pointers
14457       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>)
14459 Overview:
14460 """""""""
14462 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.
14465 Arguments:
14466 """"""""""
14468 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.
14471 Semantics:
14472 """"""""""
14474 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.
14475 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.
14480        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14482        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14483        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14484        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14486 .. _int_mstore:
14488 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14489 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14491 Syntax:
14492 """""""
14493 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14497        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14498        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14499        ;; The data is a vector of pointers to double
14500        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14501        ;; The data is a vector of function pointers
14502        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14504 Overview:
14505 """""""""
14507 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.
14509 Arguments:
14510 """"""""""
14512 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.
14515 Semantics:
14516 """"""""""
14518 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.
14519 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.
14523        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14525        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14526        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14527        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14528        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14531 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14532 -------------------------------------------
14534 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.
14536 .. _int_mgather:
14538 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14539 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14541 Syntax:
14542 """""""
14543 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.
14547       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14548       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>)
14549       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14551 Overview:
14552 """""""""
14554 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.
14557 Arguments:
14558 """"""""""
14560 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.
14563 Semantics:
14564 """"""""""
14566 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.
14567 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.
14572        %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)
14574        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14575        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14576        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14577        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14578        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14580        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14581        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14582        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14583        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14585        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14586        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14587        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14588        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14590 .. _int_mscatter:
14592 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14593 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14595 Syntax:
14596 """""""
14597 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.
14601        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14602        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14603        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14605 Overview:
14606 """""""""
14608 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.
14610 Arguments:
14611 """"""""""
14613 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.
14616 Semantics:
14617 """"""""""
14619 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.
14623        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14624        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14626        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14627        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14628        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14629        ..
14630        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14631        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14632        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14633        ..
14634        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14635        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14636        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14637        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14638        ..
14639        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14642 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14643 -------------------------------------------------------------
14645 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>`.
14647 .. _int_expandload:
14649 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14650 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14652 Syntax:
14653 """""""
14654 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.
14658       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14659       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14661 Overview:
14662 """""""""
14664 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.
14667 Arguments:
14668 """"""""""
14670 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.
14672 Semantics:
14673 """"""""""
14675 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:
14677 .. code-block:: c
14679     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14680     double *A, B; int *C;
14681     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14682       if (C[i] != 0)
14683         A[i] = B[j++];
14684     }
14687 .. code-block:: llvm
14689     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14690     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14691     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14692     ; Store the result in A
14693     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14695     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14696     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14697     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14698     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14699     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14702 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14703 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14705 .. _int_compressstore:
14707 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14708 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14710 Syntax:
14711 """""""
14712 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.
14716       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14717       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14719 Overview:
14720 """""""""
14722 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.
14724 Arguments:
14725 """"""""""
14727 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.
14730 Semantics:
14731 """"""""""
14733 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:
14735 .. code-block:: c
14737     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14738     double *A, B; int *C;
14739     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14740       if (C[i] != 0)
14741         B[j++] = A[i]
14742     }
14745 .. code-block:: llvm
14747     ; Load elements from A.
14748     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14749     ; Store all selected elements consecutively in array B
14750     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14752     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14753     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14754     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14755     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14756     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14759 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14762 Memory Use Markers
14763 ------------------
14765 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14766 memory objects and ranges where variables are immutable.
14768 .. _int_lifestart:
14770 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14771 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14773 Syntax:
14774 """""""
14778       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14780 Overview:
14781 """""""""
14783 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14784 object's lifetime.
14786 Arguments:
14787 """"""""""
14789 The first argument is a constant integer representing the size of the
14790 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14791 to the object.
14793 Semantics:
14794 """"""""""
14796 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14797 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14798 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14799 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14801 .. _int_lifeend:
14803 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14806 Syntax:
14807 """""""
14811       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14813 Overview:
14814 """""""""
14816 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14817 object's lifetime.
14819 Arguments:
14820 """"""""""
14822 The first argument is a constant integer representing the size of the
14823 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14824 to the object.
14826 Semantics:
14827 """"""""""
14829 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14830 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14831 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14832 object following this intrinsic may be removed as dead.
14834 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14835 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14837 Syntax:
14838 """""""
14839 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14843       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14845 Overview:
14846 """""""""
14848 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14849 a memory object will not change.
14851 Arguments:
14852 """"""""""
14854 The first argument is a constant integer representing the size of the
14855 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14856 to the object.
14858 Semantics:
14859 """"""""""
14861 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14862 the return value, the referenced memory location is constant and
14863 unchanging.
14865 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14866 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14868 Syntax:
14869 """""""
14870 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14874       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14876 Overview:
14877 """""""""
14879 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14880 memory object are mutable.
14882 Arguments:
14883 """"""""""
14885 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14886 The second argument is a constant integer representing the size of the
14887 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14888 pointer to the object.
14890 Semantics:
14891 """"""""""
14893 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
14895 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
14896 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14898 Syntax:
14899 """""""
14900 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14901 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14902 argument.
14906       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14908 Overview:
14909 """""""""
14911 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14912 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
14913 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
14914 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
14915 future.
14918 Arguments:
14919 """"""""""
14921 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14922 to the memory.
14924 Semantics:
14925 """"""""""
14927 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
14928 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
14929 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
14931 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
14932 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14934 Syntax:
14935 """""""
14936 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14937 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14938 argument.
14942       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14944 Overview:
14945 """""""""
14947 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14948 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
14949 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
14950 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
14953 Arguments:
14954 """"""""""
14956 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14957 to the memory.
14959 Semantics:
14960 """"""""""
14962 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
14963 ``invariant.group`` metadata.
14964 It does not read any memory and can be speculated.
14968 .. _constrainedfp:
14970 Constrained Floating-Point Intrinsics
14971 -------------------------------------
14973 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
14974 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
14975 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
14976 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
14977 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
14978 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
14979 optimize FP code when the default behavior is used.
14981 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation.  The
14982 first two arguments and the return value are the same as the corresponding FP
14983 operation.
14985 The third argument is a metadata argument specifying the rounding mode to be
14986 assumed. This argument must be one of the following strings:
14990       "round.dynamic"
14991       "round.tonearest"
14992       "round.downward"
14993       "round.upward"
14994       "round.towardzero"
14996 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
14997 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
14998 depend on rounding mode may be performed in this case.
15000 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
15001 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
15002 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
15003 with the specified rounding mode.
15005 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
15006 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
15007 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
15008 transformation is legal for all other rounding modes.
15010 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
15011 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
15012 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
15013 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
15014 runtime results in undefined behavior.
15016 The fourth argument to the constrained floating-point intrinsics specifies the
15017 required exception behavior.  This argument must be one of the following
15018 strings:
15022       "fpexcept.ignore"
15023       "fpexcept.maytrap"
15024       "fpexcept.strict"
15026 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
15027 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
15028 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
15029 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
15030 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
15031 other possible values of this argument.
15033 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
15034 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
15035 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
15036 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
15037 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
15038 folding.
15040 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
15041 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
15042 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
15043 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
15044 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
15045 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
15046 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
15047 unmasks FP exceptions.
15049 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
15050 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
15051 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
15052 time.
15055 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
15056 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15058 Syntax:
15059 """""""
15063       declare <type>
15064       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
15065                                           metadata <rounding mode>,
15066                                           metadata <exception behavior>)
15068 Overview:
15069 """""""""
15071 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
15072 two operands.
15075 Arguments:
15076 """"""""""
15078 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
15079 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15080 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15082 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15083 behavior as described above.
15085 Semantics:
15086 """"""""""
15088 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
15089 the same type as the operands.
15092 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
15093 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15095 Syntax:
15096 """""""
15100       declare <type>
15101       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
15102                                           metadata <rounding mode>,
15103                                           metadata <exception behavior>)
15105 Overview:
15106 """""""""
15108 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
15109 of its two operands.
15112 Arguments:
15113 """"""""""
15115 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
15116 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15117 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15119 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15120 behavior as described above.
15122 Semantics:
15123 """"""""""
15125 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
15126 and has the same type as the operands.
15129 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
15130 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15132 Syntax:
15133 """""""
15137       declare <type>
15138       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
15139                                           metadata <rounding mode>,
15140                                           metadata <exception behavior>)
15142 Overview:
15143 """""""""
15145 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
15146 its two operands.
15149 Arguments:
15150 """"""""""
15152 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15153 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15154 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15156 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15157 behavior as described above.
15159 Semantics:
15160 """"""""""
15162 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15163 has the same type as the operands.
15166 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15167 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15169 Syntax:
15170 """""""
15174       declare <type>
15175       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15176                                           metadata <rounding mode>,
15177                                           metadata <exception behavior>)
15179 Overview:
15180 """""""""
15182 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15183 its two operands.
15186 Arguments:
15187 """"""""""
15189 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15190 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15191 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15193 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15194 behavior as described above.
15196 Semantics:
15197 """"""""""
15199 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15200 has the same type as the operands.
15203 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15204 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15206 Syntax:
15207 """""""
15211       declare <type>
15212       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15213                                           metadata <rounding mode>,
15214                                           metadata <exception behavior>)
15216 Overview:
15217 """""""""
15219 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15220 from the division of its two operands.
15223 Arguments:
15224 """"""""""
15226 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15227 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15228 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15230 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15231 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15232 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15233 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15235 Semantics:
15236 """"""""""
15238 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15239 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15240 same sign as the dividend.
15242 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15243 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15245 Syntax:
15246 """""""
15250       declare <type>
15251       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15252                                           metadata <rounding mode>,
15253                                           metadata <exception behavior>)
15255 Overview:
15256 """""""""
15258 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15259 fused-multiply-add operation on its operands.
15261 Arguments:
15262 """"""""""
15264 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15265 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15266 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15268 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15269 as described above.
15271 Semantics:
15272 """"""""""
15274 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15275 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15276 precision.
15278 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15279 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15281 Syntax:
15282 """""""
15286       declare <ty2>
15287       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15288                                           metadata <rounding mode>,
15289                                           metadata <exception behavior>)
15291 Overview:
15292 """""""""
15294 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15295 to type ``ty2``.
15297 Arguments:
15298 """"""""""
15300 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15301 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15302 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15303 than the result.
15305 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15306 behavior as described above.
15308 Semantics:
15309 """"""""""
15311 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15312 than the operand.
15314 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15315 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15317 Syntax:
15318 """""""
15322       declare <ty2>
15323       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15324                                           metadata <exception behavior>)
15326 Overview:
15327 """""""""
15329 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15330 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15332 Arguments:
15333 """"""""""
15335 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15336 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15337 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15338 than the result.
15340 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15342 Semantics:
15343 """"""""""
15345 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15346 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15347 apply to this intrinsic.
15349 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15350 --------------------------------------
15352 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15353 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15354 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15355 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15356 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15358 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15359 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15360 They do not change the runtime floating-point environment.
15363 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15364 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15366 Syntax:
15367 """""""
15371       declare <type>
15372       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15373                                           metadata <rounding mode>,
15374                                           metadata <exception behavior>)
15376 Overview:
15377 """""""""
15379 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15380 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15381 functions would, but without setting ``errno``.
15383 Arguments:
15384 """"""""""
15386 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15387 type.
15389 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15390 behavior as described above.
15392 Semantics:
15393 """"""""""
15395 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15396 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15397 and the return value is architecture specific.
15400 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15401 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15403 Syntax:
15404 """""""
15408       declare <type>
15409       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15410                                          metadata <rounding mode>,
15411                                          metadata <exception behavior>)
15413 Overview:
15414 """""""""
15416 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15417 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15419 Arguments:
15420 """"""""""
15422 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15423 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15424 should be raised.
15426 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15427 behavior as described above.
15429 Semantics:
15430 """"""""""
15432 This function returns the first value raised to the second power,
15433 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15434 handles error conditions in the same way.
15437 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15438 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15440 Syntax:
15441 """""""
15445       declare <type>
15446       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15447                                           metadata <rounding mode>,
15448                                           metadata <exception behavior>)
15450 Overview:
15451 """""""""
15453 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15454 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15455 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15456 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15459 Arguments:
15460 """"""""""
15462 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15463 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15464 which the first argument should be raised.
15466 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15467 behavior as described above.
15469 Semantics:
15470 """"""""""
15472 This function returns the first value raised to the second power with an
15473 unspecified sequence of rounding operations.
15476 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15477 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15479 Syntax:
15480 """""""
15484       declare <type>
15485       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15486                                          metadata <rounding mode>,
15487                                          metadata <exception behavior>)
15489 Overview:
15490 """""""""
15492 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15493 first operand.
15495 Arguments:
15496 """"""""""
15498 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15499 type.
15501 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15502 behavior as described above.
15504 Semantics:
15505 """"""""""
15507 This function returns the sine of the specified operand, returning the
15508 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15509 conditions in the same way.
15512 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15515 Syntax:
15516 """""""
15520       declare <type>
15521       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15522                                          metadata <rounding mode>,
15523                                          metadata <exception behavior>)
15525 Overview:
15526 """""""""
15528 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15529 first operand.
15531 Arguments:
15532 """"""""""
15534 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15535 type.
15537 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15538 behavior as described above.
15540 Semantics:
15541 """"""""""
15543 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15544 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15545 conditions in the same way.
15548 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15549 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15551 Syntax:
15552 """""""
15556       declare <type>
15557       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15558                                          metadata <rounding mode>,
15559                                          metadata <exception behavior>)
15561 Overview:
15562 """""""""
15564 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15565 exponential of the specified value.
15567 Arguments:
15568 """"""""""
15570 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15571 type.
15573 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15574 behavior as described above.
15576 Semantics:
15577 """"""""""
15579 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15580 would, and handles error conditions in the same way.
15583 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15584 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15586 Syntax:
15587 """""""
15591       declare <type>
15592       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15593                                           metadata <rounding mode>,
15594                                           metadata <exception behavior>)
15596 Overview:
15597 """""""""
15599 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15600 exponential of the specified value.
15603 Arguments:
15604 """"""""""
15606 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15607 type.
15609 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15610 behavior as described above.
15612 Semantics:
15613 """"""""""
15615 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15616 would, and handles error conditions in the same way.
15619 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15620 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15622 Syntax:
15623 """""""
15627       declare <type>
15628       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15629                                          metadata <rounding mode>,
15630                                          metadata <exception behavior>)
15632 Overview:
15633 """""""""
15635 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15636 logarithm of the specified value.
15638 Arguments:
15639 """"""""""
15641 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15642 type.
15644 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15645 behavior as described above.
15648 Semantics:
15649 """"""""""
15651 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15652 would, and handles error conditions in the same way.
15655 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15656 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15658 Syntax:
15659 """""""
15663       declare <type>
15664       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15665                                            metadata <rounding mode>,
15666                                            metadata <exception behavior>)
15668 Overview:
15669 """""""""
15671 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15672 logarithm of the specified value.
15674 Arguments:
15675 """"""""""
15677 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15678 type.
15680 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15681 behavior as described above.
15683 Semantics:
15684 """"""""""
15686 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15687 would, and handles error conditions in the same way.
15690 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15691 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15693 Syntax:
15694 """""""
15698       declare <type>
15699       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15700                                           metadata <rounding mode>,
15701                                           metadata <exception behavior>)
15703 Overview:
15704 """""""""
15706 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15707 logarithm of the specified value.
15709 Arguments:
15710 """"""""""
15712 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15713 type.
15715 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15716 behavior as described above.
15718 Semantics:
15719 """"""""""
15721 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15722 would, and handles error conditions in the same way.
15725 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15726 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15728 Syntax:
15729 """""""
15733       declare <type>
15734       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15735                                           metadata <rounding mode>,
15736                                           metadata <exception behavior>)
15738 Overview:
15739 """""""""
15741 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15742 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15743 exception if the operand is not an integer.
15745 Arguments:
15746 """"""""""
15748 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15749 type.
15751 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15752 behavior as described above.
15754 Semantics:
15755 """"""""""
15757 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15758 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15759 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15760 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15761 mode argument is only intended as information to the compiler.
15764 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
15765 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15767 Syntax:
15768 """""""
15772       declare <type>
15773       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
15774                                                metadata <rounding mode>,
15775                                                metadata <exception behavior>)
15777 Overview:
15778 """""""""
15780 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
15781 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
15782 floating-point exception if the operand is not an integer.
15785 Arguments:
15786 """"""""""
15788 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15789 type.
15791 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15792 behavior as described above.
15794 Semantics:
15795 """"""""""
15797 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
15798 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15799 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15800 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15801 mode argument is only intended as information to the compiler.
15804 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
15805 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15807 Syntax:
15808 """""""
15812       declare <type>
15813       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15814                                             metadata <rounding mode>,
15815                                             metadata <exception behavior>)
15817 Overview:
15818 """""""""
15820 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
15821 of the two arguments.
15823 Arguments:
15824 """"""""""
15826 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15827 of the same type.
15829 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15830 behavior as described above.
15832 Semantics:
15833 """"""""""
15835 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
15836 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15837 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15838 mode argument is only intended as information to the compiler.
15841 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
15842 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15844 Syntax:
15845 """""""
15849       declare <type>
15850       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15851                                             metadata <rounding mode>,
15852                                             metadata <exception behavior>)
15854 Overview:
15855 """""""""
15857 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
15858 of the two arguments.
15860 Arguments:
15861 """"""""""
15863 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15864 of the same type.
15866 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15867 behavior as described above.
15869 Semantics:
15870 """"""""""
15872 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
15873 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15874 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15875 mode argument is only intended as information to the compiler.
15878 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
15879 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15881 Syntax:
15882 """""""
15886       declare <type>
15887       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
15888                                           metadata <rounding mode>,
15889                                           metadata <exception behavior>)
15891 Overview:
15892 """""""""
15894 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
15895 first operand.
15897 Arguments:
15898 """"""""""
15900 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15901 type.
15903 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15904 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15905 intrinsic.
15907 Semantics:
15908 """"""""""
15910 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
15911 would and handles error conditions in the same way.
15914 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
15915 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15917 Syntax:
15918 """""""
15922       declare <type>
15923       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
15924                                            metadata <rounding mode>,
15925                                            metadata <exception behavior>)
15927 Overview:
15928 """""""""
15930 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
15931 first operand.
15933 Arguments:
15934 """"""""""
15936 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15937 type.
15939 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15940 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15941 intrinsic.
15943 Semantics:
15944 """"""""""
15946 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
15947 would and handles error conditions in the same way.
15950 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
15951 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15953 Syntax:
15954 """""""
15958       declare <type>
15959       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
15960                                            metadata <rounding mode>,
15961                                            metadata <exception behavior>)
15963 Overview:
15964 """""""""
15966 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
15967 operand rounded to the nearest integer.
15969 Arguments:
15970 """"""""""
15972 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15973 type.
15975 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15976 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15977 intrinsic.
15979 Semantics:
15980 """"""""""
15982 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
15983 would and handles error conditions in the same way.
15986 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
15987 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15989 Syntax:
15990 """""""
15994       declare <type>
15995       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
15996                                            metadata <truncing mode>,
15997                                            metadata <exception behavior>)
15999 Overview:
16000 """""""""
16002 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
16003 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
16004 operand.
16006 Arguments:
16007 """"""""""
16009 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16010 type.
16012 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
16013 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
16014 intrinsic.
16016 Semantics:
16017 """"""""""
16019 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
16020 would and handles error conditions in the same way.
16023 General Intrinsics
16024 ------------------
16026 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
16027 purpose.
16029 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
16030 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16032 Syntax:
16033 """""""
16037       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16039 Overview:
16040 """""""""
16042 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
16044 Arguments:
16045 """"""""""
16047 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
16048 global string, the third is a pointer to a global string which is the
16049 source file name, and the last argument is the line number.
16051 Semantics:
16052 """"""""""
16054 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
16055 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
16056 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
16057 ignored by code generation and optimization.
16059 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
16060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16062 Syntax:
16063 """""""
16065 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
16066 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
16067 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
16068 '``0``'.
16072       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16073       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16074       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16075       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16076       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16078 Overview:
16079 """""""""
16081 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
16083 Arguments:
16084 """"""""""
16086 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
16087 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
16088 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
16089 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
16091 Semantics:
16092 """"""""""
16094 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
16095 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
16096 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
16097 generation and optimization.
16099 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
16100 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16102 Syntax:
16103 """""""
16105 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
16106 any integer bit width.
16110       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16111       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16112       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16113       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16114       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16116 Overview:
16117 """""""""
16119 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
16121 Arguments:
16122 """"""""""
16124 The first argument is an integer value (result of some expression), the
16125 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
16126 global string which is the source file name, and the last argument is
16127 the line number. It returns the value of the first argument.
16129 Semantics:
16130 """"""""""
16132 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
16133 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
16134 optimizations that want to look for these annotations. These have no
16135 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
16137 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
16138 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16140 Syntax:
16141 """""""
16143 This annotation emits a label at its program point and an associated
16144 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
16145 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
16146 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
16147 considered expensive.
16151       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16153 Arguments:
16154 """"""""""
16156 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16158 '``llvm.trap``' Intrinsic
16159 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16161 Syntax:
16162 """""""
16166       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16168 Overview:
16169 """""""""
16171 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16173 Arguments:
16174 """"""""""
16176 None.
16178 Semantics:
16179 """"""""""
16181 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16182 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16183 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16185 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16186 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16188 Syntax:
16189 """""""
16193       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16195 Overview:
16196 """""""""
16198 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16200 Arguments:
16201 """"""""""
16203 None.
16205 Semantics:
16206 """"""""""
16208 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16209 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16210 debugger.
16212 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16213 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16215 Syntax:
16216 """""""
16220       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16222 Overview:
16223 """""""""
16225 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16226 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16227 is placed on the stack before local variables.
16229 Arguments:
16230 """"""""""
16232 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16233 The first argument is the value loaded from the stack guard
16234 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16235 enough space to hold the value of the guard.
16237 Semantics:
16238 """"""""""
16240 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16241 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16242 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16243 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16244 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16245 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16246 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16248 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16249 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16251 Syntax:
16252 """""""
16256       declare i8* @llvm.stackguard()
16258 Overview:
16259 """""""""
16261 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16263 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16264 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16265 Protector in FastISel.
16267 Arguments:
16268 """"""""""
16270 None.
16272 Semantics:
16273 """"""""""
16275 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16276 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16277 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16279 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16280 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16281 in the future.
16283 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16284 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16286 Syntax:
16287 """""""
16291       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16292       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16294 Overview:
16295 """""""""
16297 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16298 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16299 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16300 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16301 class, structure, array, or other object.
16303 Arguments:
16304 """"""""""
16306 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16307 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16308 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16309 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16310 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16311 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16312 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16313 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16314 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16315 runtime.
16317 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16319 Semantics:
16320 """"""""""
16322 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16323 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16324 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16326 '``llvm.expect``' Intrinsic
16327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16329 Syntax:
16330 """""""
16332 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16333 integer bit width.
16337       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16338       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16339       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16341 Overview:
16342 """""""""
16344 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16345 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16347 Arguments:
16348 """"""""""
16350 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16351 a value. The second argument is an expected value.
16353 Semantics:
16354 """"""""""
16356 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16358 .. _int_assume:
16360 '``llvm.assume``' Intrinsic
16361 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16363 Syntax:
16364 """""""
16368       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16370 Overview:
16371 """""""""
16373 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16374 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16375 of the code.
16377 Arguments:
16378 """"""""""
16380 The condition which the optimizer may assume is always true.
16382 Semantics:
16383 """"""""""
16385 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16386 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16387 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16388 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16389 violated during execution, the behavior is undefined.
16391 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16392 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16393 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16394 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16395 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16396 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16397 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16398 optimizer.
16400 .. _int_ssa_copy:
16402 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16403 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16405 Syntax:
16406 """""""
16410       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16412 Arguments:
16413 """"""""""
16415 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16417 Overview:
16418 """"""""""
16420 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16421 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16422 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16423 attach various forms of information to operands that dominate specific
16424 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16425 renaming forms that require value splits at certain points.
16427 .. _type.test:
16429 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16430 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16432 Syntax:
16433 """""""
16437       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16440 Arguments:
16441 """"""""""
16443 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16444 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16446 Overview:
16447 """""""""
16449 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16450 with the given type identifier.
16452 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16453 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16455 Syntax:
16456 """""""
16460       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16463 Arguments:
16464 """"""""""
16466 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16467 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16468 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16469 <TypeMetadata>`.
16471 Overview:
16472 """""""""
16474 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16475 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16476 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16477 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16478 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16479 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16480 constraint.
16482 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16483 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16484 the function may also return true if the given pointer is not associated
16485 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16486 element is true, the following rules apply to the first element:
16488 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16489   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16490   pointer.
16492 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16493   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16495   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16496      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16497      metadata.
16499   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16500      returns an unspecified value without causing side effects.
16502 If the function's return value's second element is false, the value of the
16503 first element is undefined.
16506 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16507 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16509 Syntax:
16510 """""""
16514       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16516 Overview:
16517 """""""""
16519 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16520 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16521 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16522 instruction.
16524 Arguments:
16525 """"""""""
16527 None.
16529 Semantics:
16530 """"""""""
16532 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16533 by codegen.
16535 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16536 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16538 Syntax:
16539 """""""
16543       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16545 Overview:
16546 """""""""
16548 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16549 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16550 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16551 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16552 slower) version.
16554 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16555 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16556 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16557 used to represent the slow paths of specialized functions.
16560 Arguments:
16561 """"""""""
16563 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16564 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16566 Semantics:
16567 """"""""""
16569 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16570 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16571 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16572 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16573 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16574 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16575 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16576 the entire heap.
16578 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16579 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16580 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16582    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16583    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16584    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16585      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16587 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16588 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16589 caller.
16591 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16592 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16593 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16595 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16596 same calling convention.
16598 .. _deoptimize_lowering:
16600 Lowering:
16601 """""""""
16603 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16604 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16605 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16606 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16607 arguments of the specified types, and not as varargs.
16610 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16613 Syntax:
16614 """""""
16618       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16620 Overview:
16621 """""""""
16623 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16624 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16625 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16626 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16627 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16628 equivalent to:
16630 .. code-block:: text
16632   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16633     %realPred = and i1 %pred, undef
16634     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16636   leave:
16637     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16638     ret void
16640   continue:
16641     ret void
16642   }
16645 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
16646 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
16647 see :doc:`FaultMaps`.
16649 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
16650 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
16651 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
16652 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
16653 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
16654 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
16656 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
16659 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
16660 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16662 Syntax:
16663 """""""
16667       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16669 Overview:
16670 """""""""
16672 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
16673 boolean expressions with the following property: whether this
16674 expression is `true` or `false`, the program is correct and
16675 well-defined.
16677 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
16678 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
16679 express guards or checks on optimistic assumptions made during
16680 compilation and represent them as branch instructions on special
16681 conditions.
16683 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
16684 different in that an invocation produces a particular, singular
16685 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
16686 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
16687 special properties.
16689 Arguments:
16690 """"""""""
16692 None.
16694 Semantics:
16695 """"""""""
16697 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
16698 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
16699 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
16700 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
16701 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
16702 with either value whenever one is beneficial.
16704 When used in a branch condition, it allows us to choose between
16705 two alternative correct solutions for the same problem, like
16706 in example below:
16708 .. code-block:: text
16710     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16711     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
16713   label %fast_path:
16714     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
16716   label %slow_path:
16717     ; Cheap in memory but slow solution.
16719 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
16720 it should be correct to pick either solution. We can switch
16721 between them by replacing the result of
16722 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
16723 `i1` expressions.
16725 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
16727 .. code-block:: text
16729   block:
16730     ; Unguarded instructions
16731     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
16732     ; Guarded instructions
16734 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
16735 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
16737 .. code-block:: text
16739   block:
16740     ; Unguarded instructions
16741     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16742     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
16743     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
16745   guarded:
16746     ; Guarded instructions
16748   deopt:
16749     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
16751 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
16752 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
16753 is `true` or `false`.
16755 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
16756 it cannot be invoked.
16758 Guard widening:
16759 """""""""""""""
16761 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
16762 condition of a guard represented as explicit branch, it is
16763 legal to widen the guard's condition with any additional
16764 conditions.
16766 Guard widening looks like replacement of
16768 .. code-block:: text
16770   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16771   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
16772   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
16774 with
16776 .. code-block:: text
16778   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16779   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
16780   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
16781   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
16783 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
16784 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
16785 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
16786 deopt when the new condition is not met.
16788 Lowering:
16789 """""""""
16791 Default lowering strategy is replacing the result of
16792 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
16793 constant `true`. However it is always correct to replace
16794 it with any other `i1` value. Any pass can
16795 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
16798 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
16799 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16801 Syntax:
16802 """""""
16806       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
16808 Overview:
16809 """""""""
16811 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
16812 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
16813 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
16814 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
16815 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
16817 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
16818 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
16819 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
16820 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
16821 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
16823 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
16824 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16826 Syntax:
16827 """""""
16831       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
16833 Overview:
16834 """""""""
16836 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
16837 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
16838 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
16839 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
16840 an infinite loop with no other side effects.
16842 Arguments:
16843 """"""""""
16845 None.
16847 Semantics:
16848 """"""""""
16850 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
16851 has externally observable side effects.
16853 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
16854 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16856 Syntax:
16857 """""""
16859 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
16863       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
16864       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
16865       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
16867 Overview:
16868 """""""""
16870 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
16871 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
16872 fold to either true or false before generating machine code.
16874 Semantics:
16875 """"""""""
16877 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
16878 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
16879 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
16880 a constant false value.
16882 In particular, note that if the argument is a constant expression
16883 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
16884 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
16885 false.
16887 The result also intentionally depends on the result of optimization
16888 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
16889 function gets inlined or not. A function's parameters are
16890 obviously not constant. However, a call like
16891 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
16892 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
16893 a constant.
16895 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
16896 evaluate to true, even in simple cases.
16898 Stack Map Intrinsics
16899 --------------------
16901 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
16902 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
16903 are described in :doc:`StackMaps`.
16905 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
16906 -------------------------------------
16908 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
16909 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
16911 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
16913 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16914 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16916 Syntax:
16917 """""""
16919 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
16920 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16921 support all bit widths however.
16925       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16926                                                                        i8* <src>,
16927                                                                        i32 <len>,
16928                                                                        i32 <element_size>)
16929       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16930                                                                        i8* <src>,
16931                                                                        i64 <len>,
16932                                                                        i32 <element_size>)
16934 Overview:
16935 """""""""
16937 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
16938 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
16939 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
16940 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
16941 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
16943 Arguments:
16944 """"""""""
16946 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
16947 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
16948 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
16949 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
16951 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
16952 target-specific atomic access size limit.
16954 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
16955 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
16956 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
16958 Semantics:
16959 """"""""""
16961 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
16962 memory from the source location to the destination location. These locations are not
16963 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
16964 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
16965 aligned at an ``element_size`` boundary.
16967 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16968 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16969 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
16970 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
16972 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16973 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16974 destination.
16976 Lowering:
16977 """""""""
16979 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
16980 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
16981 is replaced with an actual element size.
16983 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
16985 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16988 Syntax:
16989 """""""
16991 This is an overloaded intrinsic. You can use
16992 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
16993 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
16997       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16998                                                                         i8* <src>,
16999                                                                         i32 <len>,
17000                                                                         i32 <element_size>)
17001       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17002                                                                         i8* <src>,
17003                                                                         i64 <len>,
17004                                                                         i32 <element_size>)
17006 Overview:
17007 """""""""
17009 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
17010 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
17011 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
17012 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
17013 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
17014 integer multiple of the ``element_size`` in size.
17016 Arguments:
17017 """"""""""
17019 The first three arguments are the same as they are in the
17020 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
17021 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
17022 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
17023 behaviour of the intrinsic is undefined.
17025 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
17026 greater than a target-specific atomic access size limit.
17028 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
17029 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
17030 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
17031 boundary.
17033 Semantics:
17034 """"""""""
17036 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
17037 of memory from the source location to the destination location. These locations
17038 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
17039 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
17040 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17042 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17043 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17044 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
17045 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
17046 specified.
17048 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17049 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17050 destination.
17052 Lowering:
17053 """""""""
17055 In the most general case call to the
17056 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
17057 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
17058 actual element size.
17060 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
17062 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
17064 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17067 Syntax:
17068 """""""
17070 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
17071 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17072 support all bit widths however.
17076       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
17077                                                                   i8 <value>,
17078                                                                   i32 <len>,
17079                                                                   i32 <element_size>)
17080       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
17081                                                                   i8 <value>,
17082                                                                   i64 <len>,
17083                                                                   i32 <element_size>)
17085 Overview:
17086 """""""""
17088 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17089 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
17090 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
17091 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
17092 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17094 Arguments:
17095 """"""""""
17097 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
17098 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17099 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17100 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17102 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17103 target-specific atomic access size limit.
17105 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
17106 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17107 the destination pointer is aligned to that boundary.
17109 Semantics:
17110 """"""""""
17112 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
17113 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
17114 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
17115 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17117 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
17118 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
17119 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
17120 when specified.
17122 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17123 provided by a set of unordered stores to the destination.
17125 Lowering:
17126 """""""""
17128 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
17129 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17130 is replaced with an actual element size.
17132 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
17134 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
17135 ----------------------------------
17137 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
17138 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
17139 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
17140 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
17142 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
17143 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17145 Syntax:
17146 """""""
17149       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17151 Lowering:
17152 """""""""
17154 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17156 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17157 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17159 Syntax:
17160 """""""
17163       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17165 Lowering:
17166 """""""""
17168 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17170 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17171 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17173 Syntax:
17174 """""""
17177       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17179 Lowering:
17180 """""""""
17182 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17184 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17185 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17187 Syntax:
17188 """""""
17191       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17193 Lowering:
17194 """""""""
17196 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17198 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17199 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17201 Syntax:
17202 """""""
17205       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17207 Lowering:
17208 """""""""
17210 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17212 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17213 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17215 Syntax:
17216 """""""
17219       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17221 Lowering:
17222 """""""""
17224 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17226 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17227 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17229 Syntax:
17230 """""""
17233       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17235 Lowering:
17236 """""""""
17238 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17240 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17241 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17243 Syntax:
17244 """""""
17247       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17249 Lowering:
17250 """""""""
17252 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17254 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17255 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17257 Syntax:
17258 """""""
17261       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17263 Lowering:
17264 """""""""
17266 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17268 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17269 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17271 Syntax:
17272 """""""
17275       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17277 Lowering:
17278 """""""""
17280 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17282 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17283 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17285 Syntax:
17286 """""""
17289       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17291 Lowering:
17292 """""""""
17294 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17296 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17297 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17299 Syntax:
17300 """""""
17303       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17305 Lowering:
17306 """""""""
17308 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17310 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17311 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17313 Syntax:
17314 """""""
17317       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17319 Lowering:
17320 """""""""
17322 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17324 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17325 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17327 Syntax:
17328 """""""
17331       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17333 Lowering:
17334 """""""""
17336 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17338 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17339 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17341 Syntax:
17342 """""""
17345       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17347 Lowering:
17348 """""""""
17350 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17352 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17353 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17355 Syntax:
17356 """""""
17359       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17361 Lowering:
17362 """""""""
17364 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17366 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17367 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17369 Syntax:
17370 """""""
17373       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17375 Lowering:
17376 """""""""
17378 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17380 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17383 Syntax:
17384 """""""
17387       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17389 Lowering:
17390 """""""""
17392 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.
17394 Preserving Debug Information Intrinsics
17395 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17397 These intrinsics are used to carry certain debuginfo together with
17398 IR-level operations. For example, it may be desirable to
17399 know the structure/union name and the original user-level field
17400 indices. Such information got lost in IR GetElementPtr instruction
17401 since the IR types are different from debugInfo types and unions
17402 are converted to structs in IR.
17404 '``llvm.preserve.array.access.index``' Intrinsic
17405 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17407 Syntax:
17408 """""""
17411       declare <ret_type>
17412       @llvm.preserve.array.access.index.p0s_union.anons.p0a10s_union.anons(<type> base,
17413                                                                            i32 dim,
17414                                                                            i32 index)
17416 Overview:
17417 """""""""
17419 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17420 based on array base ``base``, array dimension ``dim`` and the last access index ``index``
17421 into the array. The return type ``ret_type`` is a pointer type to the array element.
17422 The array ``dim`` and ``index`` are preserved which is more robust than
17423 getelementptr instruction which may be subject to compiler transformation.
17424 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17425 to provide array or pointer debuginfo type.
17426 The metadata is a ``DICompositeType`` or ``DIDerivedType`` representing the
17427 debuginfo version of ``type``.
17429 Arguments:
17430 """"""""""
17432 The ``base`` is the array base address.  The ``dim`` is the array dimension.
17433 The ``base`` is a pointer if ``dim`` equals 0.
17434 The ``index`` is the last access index into the array or pointer.
17436 Semantics:
17437 """"""""""
17439 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic produces the same result
17440 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{dim's 0's, index}``.
17442 '``llvm.preserve.union.access.index``' Intrinsic
17443 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17445 Syntax:
17446 """""""
17449       declare <type>
17450       @llvm.preserve.union.access.index.p0s_union.anons.p0s_union.anons(<type> base,
17451                                                                         i32 di_index)
17453 Overview:
17454 """""""""
17456 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic carries the debuginfo field index
17457 ``di_index`` and returns the ``base`` address.
17458 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17459 to provide union debuginfo type.
17460 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17461 The return type ``type`` is the same as the ``base`` type.
17463 Arguments:
17464 """"""""""
17466 The ``base`` is the union base address. The ``di_index`` is the field index in debuginfo.
17468 Semantics:
17469 """"""""""
17471 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic returns the ``base`` address.
17473 '``llvm.preserve.struct.access.index``' Intrinsic
17474 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17476 Syntax:
17477 """""""
17480       declare <ret_type>
17481       @llvm.preserve.struct.access.index.p0i8.p0s_struct.anon.0s(<type> base,
17482                                                                  i32 gep_index,
17483                                                                  i32 di_index)
17485 Overview:
17486 """""""""
17488 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17489 based on struct base ``base`` and IR struct member index ``gep_index``.
17490 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17491 to provide struct debuginfo type.
17492 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17493 The return type ``ret_type`` is a pointer type to the structure member.
17495 Arguments:
17496 """"""""""
17498 The ``base`` is the structure base address. The ``gep_index`` is the struct member index
17499 based on IR structures. The ``di_index`` is the struct member index based on debuginfo.
17501 Semantics:
17502 """"""""""
17504 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic produces the same result
17505 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{0, gep_index}``.