Revert "[Alignment][NFC] Allow constexpr Align"
[llvm-core.git] / docs / LangRef.rst
blob2d4c57b79681182b443d4d634ffdc54e259660e0
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. LLVM will
1790     not introduce any new floating-point instructions that may trap.
1791 ``"thunk"``
1792     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1793     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1794     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1795     match the thunk target prototype.
1796 ``uwtable``
1797     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1798     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1799     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1800     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1801     units.
1802 ``nocf_check``
1803     This attribute indicates that no control-flow check will be performed on
1804     the attributed entity. It disables -fcf-protection=<> for a specific
1805     entity to fine grain the HW control flow protection mechanism. The flag
1806     is target independent and currently appertains to a function or function
1807     pointer.
1808 ``shadowcallstack``
1809     This attribute indicates that the ShadowCallStack checks are enabled for
1810     the function. The instrumentation checks that the return address for the
1811     function has not changed between the function prolog and eiplog. It is
1812     currently x86_64-specific.
1814 .. _glattrs:
1816 Global Attributes
1817 -----------------
1819 Attributes may be set to communicate additional information about a global variable.
1820 Unlike :ref:`function attributes <fnattrs>`, attributes on a global variable
1821 are grouped into a single :ref:`attribute group <attrgrp>`.
1823 .. _opbundles:
1825 Operand Bundles
1826 ---------------
1828 Operand bundles are tagged sets of SSA values that can be associated
1829 with certain LLVM instructions (currently only ``call`` s and
1830 ``invoke`` s).  In a way they are like metadata, but dropping them is
1831 incorrect and will change program semantics.
1833 Syntax::
1835     operand bundle set ::= '[' operand bundle (, operand bundle )* ']'
1836     operand bundle ::= tag '(' [ bundle operand ] (, bundle operand )* ')'
1837     bundle operand ::= SSA value
1838     tag ::= string constant
1840 Operand bundles are **not** part of a function's signature, and a
1841 given function may be called from multiple places with different kinds
1842 of operand bundles.  This reflects the fact that the operand bundles
1843 are conceptually a part of the ``call`` (or ``invoke``), not the
1844 callee being dispatched to.
1846 Operand bundles are a generic mechanism intended to support
1847 runtime-introspection-like functionality for managed languages.  While
1848 the exact semantics of an operand bundle depend on the bundle tag,
1849 there are certain limitations to how much the presence of an operand
1850 bundle can influence the semantics of a program.  These restrictions
1851 are described as the semantics of an "unknown" operand bundle.  As
1852 long as the behavior of an operand bundle is describable within these
1853 restrictions, LLVM does not need to have special knowledge of the
1854 operand bundle to not miscompile programs containing it.
1856 - The bundle operands for an unknown operand bundle escape in unknown
1857   ways before control is transferred to the callee or invokee.
1858 - Calls and invokes with operand bundles have unknown read / write
1859   effect on the heap on entry and exit (even if the call target is
1860   ``readnone`` or ``readonly``), unless they're overridden with
1861   callsite specific attributes.
1862 - An operand bundle at a call site cannot change the implementation
1863   of the called function.  Inter-procedural optimizations work as
1864   usual as long as they take into account the first two properties.
1866 More specific types of operand bundles are described below.
1868 .. _deopt_opbundles:
1870 Deoptimization Operand Bundles
1871 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1873 Deoptimization operand bundles are characterized by the ``"deopt"``
1874 operand bundle tag.  These operand bundles represent an alternate
1875 "safe" continuation for the call site they're attached to, and can be
1876 used by a suitable runtime to deoptimize the compiled frame at the
1877 specified call site.  There can be at most one ``"deopt"`` operand
1878 bundle attached to a call site.  Exact details of deoptimization is
1879 out of scope for the language reference, but it usually involves
1880 rewriting a compiled frame into a set of interpreted frames.
1882 From the compiler's perspective, deoptimization operand bundles make
1883 the call sites they're attached to at least ``readonly``.  They read
1884 through all of their pointer typed operands (even if they're not
1885 otherwise escaped) and the entire visible heap.  Deoptimization
1886 operand bundles do not capture their operands except during
1887 deoptimization, in which case control will not be returned to the
1888 compiled frame.
1890 The inliner knows how to inline through calls that have deoptimization
1891 operand bundles.  Just like inlining through a normal call site
1892 involves composing the normal and exceptional continuations, inlining
1893 through a call site with a deoptimization operand bundle needs to
1894 appropriately compose the "safe" deoptimization continuation.  The
1895 inliner does this by prepending the parent's deoptimization
1896 continuation to every deoptimization continuation in the inlined body.
1897 E.g. inlining ``@f`` into ``@g`` in the following example
1899 .. code-block:: llvm
1901     define void @f() {
1902       call void @x()  ;; no deopt state
1903       call void @y() [ "deopt"(i32 10) ]
1904       call void @y() [ "deopt"(i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1905       ret void
1906     }
1908     define void @g() {
1909       call void @f() [ "deopt"(i32 20) ]
1910       ret void
1911     }
1913 will result in
1915 .. code-block:: llvm
1917     define void @g() {
1918       call void @x()  ;; still no deopt state
1919       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10) ]
1920       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1921       ret void
1922     }
1924 It is the frontend's responsibility to structure or encode the
1925 deoptimization state in a way that syntactically prepending the
1926 caller's deoptimization state to the callee's deoptimization state is
1927 semantically equivalent to composing the caller's deoptimization
1928 continuation after the callee's deoptimization continuation.
1930 .. _ob_funclet:
1932 Funclet Operand Bundles
1933 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1935 Funclet operand bundles are characterized by the ``"funclet"``
1936 operand bundle tag.  These operand bundles indicate that a call site
1937 is within a particular funclet.  There can be at most one
1938 ``"funclet"`` operand bundle attached to a call site and it must have
1939 exactly one bundle operand.
1941 If any funclet EH pads have been "entered" but not "exited" (per the
1942 `description in the EH doc\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
1943 it is undefined behavior to execute a ``call`` or ``invoke`` which:
1945 * does not have a ``"funclet"`` bundle and is not a ``call`` to a nounwind
1946   intrinsic, or
1947 * has a ``"funclet"`` bundle whose operand is not the most-recently-entered
1948   not-yet-exited funclet EH pad.
1950 Similarly, if no funclet EH pads have been entered-but-not-yet-exited,
1951 executing a ``call`` or ``invoke`` with a ``"funclet"`` bundle is undefined behavior.
1953 GC Transition Operand Bundles
1954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1956 GC transition operand bundles are characterized by the
1957 ``"gc-transition"`` operand bundle tag. These operand bundles mark a
1958 call as a transition between a function with one GC strategy to a
1959 function with a different GC strategy. If coordinating the transition
1960 between GC strategies requires additional code generation at the call
1961 site, these bundles may contain any values that are needed by the
1962 generated code.  For more details, see :ref:`GC Transitions
1963 <gc_transition_args>`.
1965 .. _moduleasm:
1967 Module-Level Inline Assembly
1968 ----------------------------
1970 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1971 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1972 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1973 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1975 .. code-block:: llvm
1977     module asm "inline asm code goes here"
1978     module asm "more can go here"
1980 The strings can contain any character by escaping non-printable
1981 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1982 two digit hex code for the number.
1984 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1985 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1987 .. _langref_datalayout:
1989 Data Layout
1990 -----------
1992 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1993 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1994 simply:
1996 .. code-block:: llvm
1998     target datalayout = "layout specification"
2000 The *layout specification* consists of a list of specifications
2001 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
2002 with a letter and may include other information after the letter to
2003 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
2004 as follows:
2006 ``E``
2007     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
2008     the bits with the most significance have the lowest address
2009     location.
2010 ``e``
2011     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
2012     is, the bits with the least significance have the lowest address
2013     location.
2014 ``S<size>``
2015     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
2016     promotion of stack variables is limited to the natural stack
2017     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
2018     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
2019     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
2020     alignment promotions.
2021 ``P<address space>``
2022     Specifies the address space that corresponds to program memory.
2023     Harvard architectures can use this to specify what space LLVM
2024     should place things such as functions into. If omitted, the
2025     program memory space defaults to the default address space of 0,
2026     which corresponds to a Von Neumann architecture that has code
2027     and data in the same space.
2028 ``A<address space>``
2029     Specifies the address space of objects created by '``alloca``'.
2030     Defaults to the default address space of 0.
2031 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>:<idx>``
2032     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
2033     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. The fourth parameter
2034     ``<idx>`` is a size of index that used for address calculation. If not
2035     specified, the default index size is equal to the pointer size. All sizes
2036     are in bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
2037     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
2038     in the range [1,2^23).
2039 ``i<size>:<abi>:<pref>``
2040     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
2041     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
2042 ``v<size>:<abi>:<pref>``
2043     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
2044     ``<size>``.
2045 ``f<size>:<abi>:<pref>``
2046     This specifies the alignment for a floating-point type of a given bit
2047     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
2048     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
2049     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
2050     targets.
2051 ``a:<abi>:<pref>``
2052     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
2053 ``F<type><abi>``
2054     This specifies the alignment for function pointers.
2055     The options for ``<type>`` are:
2057     * ``i``: The alignment of function pointers is independent of the alignment
2058       of functions, and is a multiple of ``<abi>``.
2059     * ``n``: The alignment of function pointers is a multiple of the explicit
2060       alignment specified on the function, and is a multiple of ``<abi>``.
2061 ``m:<mangling>``
2062     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. Symbols
2063     prefixed with the mangling escape character ``\01`` are passed through
2064     directly to the assembler without the escape character. The mangling style
2065     options are
2067     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
2068     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
2069     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
2070       symbols get a ``_`` prefix.
2071     * ``x``: Windows x86 COFF mangling: Private symbols get the usual prefix.
2072       Regular C symbols get a ``_`` prefix. Functions with ``__stdcall``,
2073       ``__fastcall``, and ``__vectorcall`` have custom mangling that appends
2074       ``@N`` where N is the number of bytes used to pass parameters. C++ symbols
2075       starting with ``?`` are not mangled in any way.
2076     * ``w``: Windows COFF mangling: Similar to ``x``, except that normal C
2077       symbols do not receive a ``_`` prefix.
2078 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
2079     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
2080     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
2081     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
2082     this set are considered to support most general arithmetic operations
2083     efficiently.
2084 ``ni:<address space0>:<address space1>:<address space2>...``
2085     This specifies pointer types with the specified address spaces
2086     as :ref:`Non-Integral Pointer Type <nointptrtype>` s.  The ``0``
2087     address space cannot be specified as non-integral.
2089 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
2090 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
2091 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
2093 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
2094 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
2095 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
2096 specifications are given in this list:
2098 -  ``E`` - big endian
2099 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
2100 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
2101    same as the default address space.
2102 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
2103 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
2104 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
2105 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
2106 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
2107 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
2108    alignment of 64-bits
2109 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
2110 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
2111 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
2112 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
2113 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
2114 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
2115 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
2117 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
2118 following rules:
2120 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
2121    that specification is used.
2122 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
2123    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
2124    sought type is used. If none of the specifications are larger than
2125    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
2126    given the default specifications above, the i7 type will use the
2127    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
2128    alignment of i64 (largest specified).
2129 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
2130    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
2131    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
2132    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
2134 The function of the data layout string may not be what you expect.
2135 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
2136 the code generator should use.
2138 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
2139 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
2140 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
2141 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
2142 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
2143 don't specify the string, the default specifications will be used to
2144 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
2145 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
2146 these default specifications.
2148 .. _langref_triple:
2150 Target Triple
2151 -------------
2153 A module may specify a target triple string that describes the target
2154 host. The syntax for the target triple is simply:
2156 .. code-block:: llvm
2158     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
2160 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
2161 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
2165     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
2166     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
2168 This information is passed along to the backend so that it generates
2169 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
2170 command line with the ``-mtriple`` command line option.
2172 .. _pointeraliasing:
2174 Pointer Aliasing Rules
2175 ----------------------
2177 Any memory access must be done through a pointer value associated with
2178 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
2179 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
2180 to the following rules:
2182 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
2183    value it is *based* on.
2184 -  An address of a global variable is associated with the address range
2185    of the variable's storage.
2186 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
2187    address range of the allocated storage.
2188 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
2189    address.
2190 -  An :ref:`undef value <undefvalues>` in *any* address-space is
2191    associated with no address.
2192 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
2193    a function not defined within LLVM may be associated with address
2194    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
2195    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
2196    allocated by mechanisms provided by LLVM.
2198 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
2199 following rules:
2201 -  A pointer value formed from a scalar ``getelementptr`` operation is *based* on
2202    the pointer-typed operand of the ``getelementptr``.
2203 -  The pointer in lane *l* of the result of a vector ``getelementptr`` operation
2204    is *based* on the pointer in lane *l* of the vector-of-pointers-typed operand
2205    of the ``getelementptr``.
2206 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
2207    ``bitcast``.
2208 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
2209    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
2210    the pointer's value.
2211 -  The "*based* on" relationship is transitive.
2213 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
2214 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
2216 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
2217 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
2218 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
2219 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
2220 alignment of the store.
2222 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
2223 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
2224 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
2225 which specialized optimization passes may use to implement type-based
2226 alias analysis.
2228 .. _volatile:
2230 Volatile Memory Accesses
2231 ------------------------
2233 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
2234 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
2235 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
2236 volatile operations or change their order of execution relative to other
2237 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
2238 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
2239 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
2241 A volatile load or store may have additional target-specific semantics.
2242 Any volatile operation can have side effects, and any volatile operation
2243 can read and/or modify state which is not accessible via a regular load
2244 or store in this module. Volatile operations may use addresses which do
2245 not point to memory (like MMIO registers). This means the compiler may
2246 not use a volatile operation to prove a non-volatile access to that
2247 address has defined behavior.
2249 The allowed side-effects for volatile accesses are limited.  If a
2250 non-volatile store to a given address would be legal, a volatile
2251 operation may modify the memory at that address. A volatile operation
2252 may not modify any other memory accessible by the module being compiled.
2253 A volatile operation may not call any code in the current module.
2255 The compiler may assume execution will continue after a volatile operation,
2256 so operations which modify memory or may have undefined behavior can be
2257 hoisted past a volatile operation.
2259 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
2260 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
2261 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
2262 target-legal volatile load/store instructions.
2264 .. admonition:: Rationale
2266  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
2267  data width to be executed as single instruction. For example, in C
2268  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
2269  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
2270  frontend upholds these expectations, which are intentionally
2271  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
2272  do not violate the frontend's contract with the language.
2274 .. _memmodel:
2276 Memory Model for Concurrent Operations
2277 --------------------------------------
2279 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
2280 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
2281 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
2282 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
2284 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
2286 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
2287 that
2289 -  Is a superset of single-thread program order, and
2290 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
2291    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
2292    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
2293    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
2294    Constraints <ordering>`).
2296 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
2297 between a thread and signals executing inside that thread.
2299 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
2300 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
2301 (defined) write operations (store instructions, atomic
2302 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
2303 section, initialized globals are considered to have a write of the
2304 initializer which is atomic and happens before any other read or write
2305 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
2306 may see any write to the same byte, except:
2308 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
2309    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
2310    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
2311 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
2312    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
2314 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
2316 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
2317    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
2318    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
2319    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
2320    synchronization.)
2321 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
2322    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
2323 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
2324    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
2325 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
2326    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
2327    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
2328    constraints on how the choice is made.
2329 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
2331 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
2332 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
2333 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
2334 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
2335 than one instruction to read the series of bytes.
2337 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
2338 model places only one restriction on IR transformations on top of what
2339 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
2340 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
2341 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
2342 from an address, introducing a store can change a load that may see
2343 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
2345 .. _ordering:
2347 Atomic Memory Ordering Constraints
2348 ----------------------------------
2350 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
2351 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
2352 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
2353 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
2354 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
2355 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
2356 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
2357 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
2358 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
2359 differently since they don't take an address. See that instruction's
2360 documentation for details.
2362 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
2363 :doc:`Atomics`.
2365 ``unordered``
2366     The set of values that can be read is governed by the happens-before
2367     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
2368     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
2369     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
2370     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
2371     to make them atomic in any interesting way.
2372 ``monotonic``
2373     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
2374     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
2375     address. All modification orders must be compatible with the
2376     happens-before order. There is no guarantee that the modification
2377     orders can be combined to a global total order for the whole program
2378     (and this often will not be possible). The read in an atomic
2379     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
2380     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
2381     order immediately before the value it writes. If one atomic read
2382     happens before another atomic read of the same address, the later
2383     read must see the same value or a later value in the address's
2384     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
2385     stronger) operations on the same address. If an address is written
2386     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
2387     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
2388     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
2389     ``memory_order_relaxed``.
2390 ``acquire``
2391     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
2392     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
2393     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
2394 ``release``
2395     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
2396     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
2397     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
2398     complete description; see the C++0x definition of a release
2399     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
2400     ``memory_order_release``.
2401 ``acq_rel`` (acquire+release)
2402     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
2403     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
2404 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
2405     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
2406     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
2407     writes), there is a global total order on all
2408     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
2409     consistent with the *happens-before* partial order and with the
2410     modification orders of all the affected addresses. Each
2411     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
2412     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
2413     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
2415 .. _syncscope:
2417 If an atomic operation is marked ``syncscope("singlethread")``, it only
2418 *synchronizes with* and only participates in the seq\_cst total orderings of
2419 other operations running in the same thread (for example, in signal handlers).
2421 If an atomic operation is marked ``syncscope("<target-scope>")``, where
2422 ``<target-scope>`` is a target specific synchronization scope, then it is target
2423 dependent if it *synchronizes with* and participates in the seq\_cst total
2424 orderings of other operations.
2426 Otherwise, an atomic operation that is not marked ``syncscope("singlethread")``
2427 or ``syncscope("<target-scope>")`` *synchronizes with* and participates in the
2428 seq\_cst total orderings of other operations that are not marked
2429 ``syncscope("singlethread")`` or ``syncscope("<target-scope>")``.
2431 .. _floatenv:
2433 Floating-Point Environment
2434 --------------------------
2436 The default LLVM floating-point environment assumes that floating-point
2437 instructions do not have side effects. Results assume the round-to-nearest
2438 rounding mode. No floating-point exception state is maintained in this
2439 environment. Therefore, there is no attempt to create or preserve invalid
2440 operation (SNaN) or division-by-zero exceptions.
2442 The benefit of this exception-free assumption is that floating-point
2443 operations may be speculated freely without any other fast-math relaxations
2444 to the floating-point model.
2446 Code that requires different behavior than this should use the
2447 :ref:`Constrained Floating-Point Intrinsics <constrainedfp>`.
2449 .. _fastmath:
2451 Fast-Math Flags
2452 ---------------
2454 LLVM IR floating-point operations (:ref:`fadd <i_fadd>`,
2455 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
2456 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`) and :ref:`call <i_call>`
2457 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2458 floating-point transformations.
2460 ``nnan``
2461    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2462    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2463    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2465 ``ninf``
2466    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2467    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2468    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2470 ``nsz``
2471    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2472    argument or result as insignificant.
2474 ``arcp``
2475    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2476    argument rather than perform division.
2478 ``contract``
2479    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2480    addition into a fused multiply-and-add).
2482 ``afn``
2483    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2484    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2485    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2487 ``reassoc``
2488    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2489    This may dramatically change results in floating-point.
2491 ``fast``
2492    This flag implies all of the others.
2494 .. _uselistorder:
2496 Use-list Order Directives
2497 -------------------------
2499 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2500 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2501 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2502 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2504 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2505 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2506 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2508 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2509 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2510 function's scope.
2512 :Syntax:
2516     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2517     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2519 :Examples:
2523     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2524     entry:
2525       ; ... instructions ...
2526     bb:
2527       ; ... instructions ...
2529       ; At function scope.
2530       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2531       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2532     }
2534     ; At global scope.
2535     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2536     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2537     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2538     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2540 .. _source_filename:
2542 Source Filename
2543 ---------------
2545 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2546 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2547 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2548 the IR and bitcode.
2550 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2551 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2552 source file name to the local function name.
2554 The syntax for the source file name is simply:
2556 .. code-block:: text
2558     source_filename = "/path/to/source.c"
2560 .. _typesystem:
2562 Type System
2563 ===========
2565 The LLVM type system is one of the most important features of the
2566 intermediate representation. Being typed enables a number of
2567 optimizations to be performed on the intermediate representation
2568 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2569 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2570 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2571 not feasible to perform on normal three address code representations.
2573 .. _t_void:
2575 Void Type
2576 ---------
2578 :Overview:
2581 The void type does not represent any value and has no size.
2583 :Syntax:
2588       void
2591 .. _t_function:
2593 Function Type
2594 -------------
2596 :Overview:
2599 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2600 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2601 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2602 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2604 :Syntax:
2608       <returntype> (<parameter list>)
2610 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2611 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2612 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2613 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2614 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2615 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2617 :Examples:
2619 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2620 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2621 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2622 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2623 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2624 | ``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. |
2625 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2626 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2627 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2629 .. _t_firstclass:
2631 First Class Types
2632 -----------------
2634 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2635 Values of these types are the only ones which can be produced by
2636 instructions.
2638 .. _t_single_value:
2640 Single Value Types
2641 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2643 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2645 .. _t_integer:
2647 Integer Type
2648 """"""""""""
2650 :Overview:
2652 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2653 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2654 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2656 :Syntax:
2660       iN
2662 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2663 value.
2665 Examples:
2666 *********
2668 +----------------+------------------------------------------------+
2669 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2670 +----------------+------------------------------------------------+
2671 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2672 +----------------+------------------------------------------------+
2673 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2674 +----------------+------------------------------------------------+
2676 .. _t_floating:
2678 Floating-Point Types
2679 """"""""""""""""""""
2681 .. list-table::
2682    :header-rows: 1
2684    * - Type
2685      - Description
2687    * - ``half``
2688      - 16-bit floating-point value
2690    * - ``float``
2691      - 32-bit floating-point value
2693    * - ``double``
2694      - 64-bit floating-point value
2696    * - ``fp128``
2697      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2699    * - ``x86_fp80``
2700      -  80-bit floating-point value (X87)
2702    * - ``ppc_fp128``
2703      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2705 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2706 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2707 respectively.
2709 X86_mmx Type
2710 """"""""""""
2712 :Overview:
2714 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2715 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2716 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2717 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2718 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2719 of this type.
2721 :Syntax:
2725       x86_mmx
2728 .. _t_pointer:
2730 Pointer Type
2731 """"""""""""
2733 :Overview:
2735 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2736 commonly used to reference objects in memory.
2738 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2739 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2740 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2741 are target-specific.
2743 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2744 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2746 :Syntax:
2750       <type> *
2752 :Examples:
2754 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2755 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2756 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2757 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2758 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2759 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2760 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2762 .. _t_vector:
2764 Vector Type
2765 """""""""""
2767 :Overview:
2769 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2770 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2771 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2772 requires a size (number of elements), an underlying primitive data type,
2773 and a scalable property to represent vectors where the exact hardware
2774 vector length is unknown at compile time. Vector types are considered
2775 :ref:`first class <t_firstclass>`.
2777 :Syntax:
2781       < <# elements> x <elementtype> >          ; Fixed-length vector
2782       < vscale x <# elements> x <elementtype> > ; Scalable vector
2784 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2785 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2786 of size zero are not allowed. For scalable vectors, the total number of
2787 elements is a constant multiple (called vscale) of the specified number
2788 of elements; vscale is a positive integer that is unknown at compile time
2789 and the same hardware-dependent constant for all scalable vectors at run
2790 time. The size of a specific scalable vector type is thus constant within
2791 IR, even if the exact size in bytes cannot be determined until run time.
2793 :Examples:
2795 +------------------------+----------------------------------------------------+
2796 | ``<4 x i32>``          | Vector of 4 32-bit integer values.                 |
2797 +------------------------+----------------------------------------------------+
2798 | ``<8 x float>``        | Vector of 8 32-bit floating-point values.          |
2799 +------------------------+----------------------------------------------------+
2800 | ``<2 x i64>``          | Vector of 2 64-bit integer values.                 |
2801 +------------------------+----------------------------------------------------+
2802 | ``<4 x i64*>``         | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.     |
2803 +------------------------+----------------------------------------------------+
2804 | ``<vscale x 4 x i32>`` | Vector with a multiple of 4 32-bit integer values. |
2805 +------------------------+----------------------------------------------------+
2807 .. _t_label:
2809 Label Type
2810 ^^^^^^^^^^
2812 :Overview:
2814 The label type represents code labels.
2816 :Syntax:
2820       label
2822 .. _t_token:
2824 Token Type
2825 ^^^^^^^^^^
2827 :Overview:
2829 The token type is used when a value is associated with an instruction
2830 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2831 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2832 :ref:`select <i_select>` of type token.
2834 :Syntax:
2838       token
2842 .. _t_metadata:
2844 Metadata Type
2845 ^^^^^^^^^^^^^
2847 :Overview:
2849 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2850 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2852 :Syntax:
2856       metadata
2858 .. _t_aggregate:
2860 Aggregate Types
2861 ^^^^^^^^^^^^^^^
2863 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2864 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2865 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2866 aggregate types.
2868 .. _t_array:
2870 Array Type
2871 """"""""""
2873 :Overview:
2875 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2876 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2877 elements) and an underlying data type.
2879 :Syntax:
2883       [<# elements> x <elementtype>]
2885 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2886 be any type with a size.
2888 :Examples:
2890 +------------------+--------------------------------------+
2891 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2892 +------------------+--------------------------------------+
2893 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2894 +------------------+--------------------------------------+
2895 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2896 +------------------+--------------------------------------+
2898 Here are some examples of multidimensional arrays:
2900 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2901 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2902 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2903 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2904 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2905 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2906 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2908 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2909 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2910 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2911 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2912 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2913 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2914 example.
2916 .. _t_struct:
2918 Structure Type
2919 """"""""""""""
2921 :Overview:
2923 The structure type is used to represent a collection of data members
2924 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2925 a size.
2927 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2928 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2929 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2930 '``insertvalue``' instructions.
2932 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2933 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2934 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2935 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2936 required to match what the underlying code generator expects.
2938 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2939 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2940 identified types are always defined at the top level with a name.
2941 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2942 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2943 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2945 :Syntax:
2949       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2950       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2952 :Examples:
2954 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2955 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2956 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2957 | ``{ 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``.  |
2958 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2959 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2960 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2962 .. _t_opaque:
2964 Opaque Structure Types
2965 """"""""""""""""""""""
2967 :Overview:
2969 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2970 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2971 notion of a forward declared structure.
2973 :Syntax:
2977       %X = type opaque
2978       %52 = type opaque
2980 :Examples:
2982 +--------------+-------------------+
2983 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2984 +--------------+-------------------+
2986 .. _constants:
2988 Constants
2989 =========
2991 LLVM has several different basic types of constants. This section
2992 describes them all and their syntax.
2994 Simple Constants
2995 ----------------
2997 **Boolean constants**
2998     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2999     of the ``i1`` type.
3000 **Integer constants**
3001     Standard integers (such as '4') are constants of the
3002     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
3003     integer types.
3004 **Floating-point constants**
3005     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
3006     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
3007     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
3008     decimal value of a floating-point constant. For example, the
3009     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
3010     decimal in binary. Floating-point constants must have a
3011     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
3012 **Null pointer constants**
3013     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
3014     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
3015 **Token constants**
3016     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
3017     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
3019 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
3020 floating-point constants. For example, the form
3021 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
3022 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
3023 constants are required (and the only time that they are generated by the
3024 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
3025 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
3026 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
3027 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
3028 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
3030 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
3031 double are represented using the 16-digit form shown above (which
3032 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
3033 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
3034 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
3035 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
3036 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
3037 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
3038 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
3039 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
3040 will only work if they match the long double format on your target.
3041 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
3042 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
3043 (sign bit at the left).
3045 There are no constants of type x86_mmx.
3047 .. _complexconstants:
3049 Complex Constants
3050 -----------------
3052 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3053 constants and smaller complex constants.
3055 **Structure constants**
3056     Structure constants are represented with notation similar to
3057     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3058     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3059     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3060     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3061     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3062     must match those specified by the type.
3063 **Array constants**
3064     Array constants are represented with notation similar to array type
3065     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3066     square brackets (``[]``)). For example:
3067     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3068     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3069     match those specified by the type. As a special case, character array
3070     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3071     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3072 **Vector constants**
3073     Vector constants are represented with notation similar to vector
3074     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3075     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3076     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3077     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3078     elements must match those specified by the type.
3079 **Zero initialization**
3080     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3081     value to zero of *any* type, including scalar and
3082     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3083     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3084     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3085 **Metadata node**
3086     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3087     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3088     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3089     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3090     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3091     information such as debug info.
3093 Global Variable and Function Addresses
3094 --------------------------------------
3096 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3097 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3098 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3099 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3100 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3101 file:
3103 .. code-block:: llvm
3105     @X = global i32 17
3106     @Y = global i32 42
3107     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3109 .. _undefvalues:
3111 Undefined Values
3112 ----------------
3114 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3115 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3116 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3117 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3119 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3120 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3121 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3122 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3124 .. code-block:: llvm
3126       %A = add %X, undef
3127       %B = sub %X, undef
3128       %C = xor %X, undef
3129     Safe:
3130       %A = undef
3131       %B = undef
3132       %C = undef
3134 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3135 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3137 .. code-block:: llvm
3139       %A = or %X, undef
3140       %B = and %X, undef
3141     Safe:
3142       %A = -1
3143       %B = 0
3144     Safe:
3145       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3146       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3147     Unsafe:
3148       %A = undef
3149       %B = undef
3151 These logical operations have bits that are not always affected by the
3152 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3153 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3154 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3155 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3156 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3157 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3158 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3159 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3161 .. code-block:: llvm
3163       %A = select undef, %X, %Y
3164       %B = select undef, 42, %Y
3165       %C = select %X, %Y, undef
3166     Safe:
3167       %A = %X     (or %Y)
3168       %B = 42     (or %Y)
3169       %C = %Y
3170     Unsafe:
3171       %A = undef
3172       %B = undef
3173       %C = undef
3175 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3176 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3177 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3178 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3179 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3180 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3181 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3183 .. code-block:: text
3185       %A = xor undef, undef
3187       %B = undef
3188       %C = xor %B, %B
3190       %D = undef
3191       %E = icmp slt %D, 4
3192       %F = icmp gte %D, 4
3194     Safe:
3195       %A = undef
3196       %B = undef
3197       %C = undef
3198       %D = undef
3199       %E = undef
3200       %F = undef
3202 This example points out that two '``undef``' operands are not
3203 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3204 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3205 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3206 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3207 its value over its "live range". This is true because the variable
3208 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3209 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3210 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3211 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3212 uses with" concept would not hold.
3214 .. code-block:: llvm
3216       %A = sdiv undef, %X
3217       %B = sdiv %X, undef
3218     Safe:
3219       %A = 0
3220     b: unreachable
3222 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3223 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3224 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3225 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3226 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3227 However, in the second example, we can make a more aggressive
3228 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3229 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3230 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3231 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3232 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3233 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3235 .. code-block:: text
3237     a:  store undef -> %X
3238     b:  store %X -> undef
3239     Safe:
3240     a: <deleted>
3241     b: unreachable
3243 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3244 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3245 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3246 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3247 behavior.
3249 **MemorySanitizer**, a detector of uses of uninitialized memory,
3250 defines a branch with condition that depends on an undef value (or
3251 certain other values, like e.g. a result of a load from heap-allocated
3252 memory that has never been stored to) to have an externally visible
3253 side effect. For this reason functions with *sanitize_memory*
3254 attribute are not allowed to produce such branches "out of thin
3255 air". More strictly, an optimization that inserts a conditional branch
3256 is only valid if in all executions where the branch condition has at
3257 least one undefined bit, the same branch condition is evaluated in the
3258 input IR as well.
3260 .. _poisonvalues:
3262 Poison Values
3263 -------------
3265 In order to facilitate speculative execution, many instructions do not
3266 invoke immediate undefined behavior when provided with illegal operands,
3267 and return a poison value instead.
3269 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3270 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3271 the ``nsw`` flag.
3273 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3275 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3276 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3277    their dynamic predecessor basic block.
3278 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3279    in the dynamic callers of their functions.
3280 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3281    instructions that dynamically transfer control back to them.
3282 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3283    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3284    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3285 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3286    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3287    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3288    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3289 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3290    most recent preceding instruction with externally visible side
3291    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3292    operations <volatile>`.)
3293 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3294    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3295    multiple successors and the instruction is always executed when
3296    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3297    when control is transferred to another.
3298 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3299    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3300    be different if the terminator had transferred control to a different
3301    successor.
3302 -  Dependence is transitive.
3304 An instruction that *depends* on a poison value, produces a poison value
3305 itself. A poison value may be relaxed into an
3306 :ref:`undef value <undefvalues>`, which takes an arbitrary bit-pattern.
3308 This means that immediate undefined behavior occurs if a poison value is
3309 used as an instruction operand that has any values that trigger undefined
3310 behavior. Notably this includes (but is not limited to):
3312 -  The pointer operand of a :ref:`load <i_load>`, :ref:`store <i_store>` or
3313    any other pointer dereferencing instruction (independent of address
3314    space).
3315 -  The divisor operand of a ``udiv``, ``sdiv``, ``urem`` or ``srem``
3316    instruction.
3318 Additionally, undefined behavior occurs if a side effect *depends* on poison.
3319 This includes side effects that are control dependent on a poisoned branch.
3321 Here are some examples:
3323 .. code-block:: llvm
3325     entry:
3326       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3327       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3328       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3329       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; Undefined behavior due to
3330                                            ; store to poison.
3332       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3333       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3335       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3336       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3337       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3338       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3340       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3341       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3343     true:
3344       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3345                                            ; it has undefined behavior.
3346       br label %end
3348     end:
3349       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3350                                            ; Both edges into this PHI are
3351                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3352                                            ; always results in a poison value.
3354       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3355                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3356                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3358       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3359                                            ; The same branch again, but this time the
3360                                            ; true block doesn't have side effects.
3362     second_true:
3363       ; No side effects!
3364       ret void
3366     second_end:
3367       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3368                                            ; on the store in %end. Also, it is
3369                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3370                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3371                                            ; behavior in this example).
3373 .. _blockaddress:
3375 Addresses of Basic Blocks
3376 -------------------------
3378 ``blockaddress(@function, %block)``
3380 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3381 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3382 Taking the address of the entry block is illegal.
3384 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3385 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3386 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3387 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3388 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3389 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3390 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3391 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3392 ``callbr`` instruction.
3394 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3395 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3397 .. _constantexprs:
3399 Constant Expressions
3400 --------------------
3402 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3403 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3404 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3405 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3406 The following is the syntax for constant expressions:
3408 ``trunc (CST to TYPE)``
3409     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3410 ``zext (CST to TYPE)``
3411     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3412 ``sext (CST to TYPE)``
3413     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3414 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3415     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3416     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3417     must be floating-point.
3418 ``fpext (CST to TYPE)``
3419     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3420     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3421     floating-point.
3422 ``fptoui (CST to TYPE)``
3423     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3424     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3425     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3426     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3427     value won't fit in the integer type, the result is a
3428     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3429 ``fptosi (CST to TYPE)``
3430     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3431     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3432     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3433     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3434     value won't fit in the integer type, the result is a
3435     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3436 ``uitofp (CST to TYPE)``
3437     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3438     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3439     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3440     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3441 ``sitofp (CST to TYPE)``
3442     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3443     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3444     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3445     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3446 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3447     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3448 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3449     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3450     This one is *really* dangerous!
3451 ``bitcast (CST to TYPE)``
3452     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3453     The constraints of the operands are the same as those for the
3454     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3455 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3456     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3457     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3458     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3459 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3460     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3461     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3462     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3463     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3464 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3465     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3466 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3467     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3468 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3469     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3470 ``extractelement (VAL, IDX)``
3471     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3472     constants.
3473 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3474     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3475     constants.
3476 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3477     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3478     constants.
3479 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3480     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3481     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3482     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3483     least one index value must be specified.
3484 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3485     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3486     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3487     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3488     value must be specified.
3489 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3490     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3491     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3492     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3493     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3494     operations on floating-point values are allowed).
3496 Other Values
3497 ============
3499 .. _inlineasmexprs:
3501 Inline Assembler Expressions
3502 ----------------------------
3504 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3505 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3506 represents the inline assembler as a template string (containing the
3507 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3508 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3509 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3510 stack conservatively.
3512 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3513 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3514 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3515 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3516 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3518 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3519 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3520 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3521 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3522 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3523 syntax known to LLVM.
3525 LLVM also supports a few more substitutions useful for writing inline assembly:
3527 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3528   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3529   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3530   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3531   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3532   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3533 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3534   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3535   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3536 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3537   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3538   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3539   relatively popular.
3541 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3542 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3543 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3544 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3545 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3546 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3547 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3548 assembly.
3550 An example inline assembler expression is:
3552 .. code-block:: llvm
3554     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3556 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3557 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3558 Thus, typically we have:
3560 .. code-block:: llvm
3562     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3564 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3565 marked as having side effects. This is done through the use of the
3566 '``sideeffect``' keyword, like so:
3568 .. code-block:: llvm
3570     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3572 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3573 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3574 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3575 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3576 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3577 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3579 .. code-block:: llvm
3581     call void asm alignstack "eieio", ""()
3583 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3584 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3585 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3586 the only supported dialects. An example is:
3588 .. code-block:: llvm
3590     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3592 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3593 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3594 keyword last.
3596 Inline Asm Constraint String
3597 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3599 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3600 more constraint codes.
3602 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3603 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3604 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3605 second, etc.
3607 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3608 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3609 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3610 clobbers. They cannot be intermingled.
3612 There are also three different categories of constraint codes:
3614 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3615   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3616   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3617 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3618   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3619   modes used by the target.
3620 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3621   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3622   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3623   proper range for the instruction you wish to use it with.
3625 Output constraints
3626 """"""""""""""""""
3628 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3629 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3630 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3631 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3632 below about indirect outputs).
3634 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3635 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3636 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3637 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3638 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3639 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3640 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3641 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3642 output).
3644 Input constraints
3645 """""""""""""""""
3647 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3648 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3649 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3650 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3651 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3652 contain the same value.
3654 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3655 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3656 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3657 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3658 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3659 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3660 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3661 constraint).
3663 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3664 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3665 (even when the other input has the same value).
3667 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3668 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3670 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3671 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3672 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3673 registers, and all of them passed to the inline asm.
3675 However, this feature is often not as useful as you might think.
3677 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3678 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3679 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3680 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3681 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3682 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3684 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3685 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3686 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3687 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3688 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3689 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3690 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3691 use)
3693 Indirect inputs and outputs
3694 """""""""""""""""""""""""""
3696 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3697 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3698 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3699 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3700 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3701 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3702 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3703 memory location, instead of just read from it).
3705 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3706 address of a variable as a value.
3708 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3709 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3710 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3711 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3712 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3713 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3714 optimization passes. I would recommend not using it.)
3717 Clobber constraints
3718 """""""""""""""""""
3720 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3721 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3722 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3723 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3724 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3725 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3726 output.
3728 Note that clobbering named registers that are also present in output
3729 constraints is not legal.
3732 Constraint Codes
3733 """"""""""""""""
3734 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3736 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3737 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3738 (e.g. "``{eax}``").
3740 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3741 GCC's constraint codes.
3743 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3744 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3745 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3747 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3748 inline asm constraint list:
3750 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3751    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3752    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3753    constraint list.
3755 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3756    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3757    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3758    constraint list will be chosen together.
3760 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3761 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3762 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3763 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3765 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3766 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3767 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3768 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3769 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3770 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3771 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3772 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3773 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3774 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3775 intended.)
3777 Supported Constraint Code List
3778 """"""""""""""""""""""""""""""
3780 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3781 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3782 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3783 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3785 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3787 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3788 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3789   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3790   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3791 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3792   immediate, or a relocatable value.
3793 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3794 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3795 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3796   useful to pass a label for an asm branch or call.
3798   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3799      block without telling llvm about the control transfer???)
3801 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3803 Other constraints are target-specific:
3805 AArch64:
3807 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3808 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3809   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3810 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3811   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3812 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3813   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3814 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3815   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3816 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3817   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3818   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3819   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3820 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3821   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3822 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3823   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3824   well.)
3825 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3826 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point, SIMD or SVE vector register.
3827 - ``x``: Like w, but restricted to registers 0 to 15 inclusive.
3828 - ``y``: Like w, but restricted to SVE vector registers Z0 to Z7 inclusive.
3829 - ``Upl``: One of the low eight SVE predicate registers (P0 to P7)
3830 - ``Upa``: Any of the SVE predicate registers (P0 to P15)
3832 AMDGPU:
3834 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3835 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3836 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3839 All ARM modes:
3841 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3842   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3843 - ``Te``: An even general-purpose 32-bit integer register: ``r0,r2,...,r12,r14``
3844 - ``To``: An odd general-purpose 32-bit integer register: ``r1,r3,...,r11``
3846 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3848 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3849 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3850 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3851 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3852   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3853   print the inverted value).
3854 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3855   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3856   value).
3857 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3858 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3859 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3860 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3861 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3862   as ``r``.
3863 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3864   invalid.
3865 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3866   ``s0-s31``, ``d0-d31``, or ``q0-q15``, respectively.
3867 - ``t``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3868   ``s0-s31``, ``d0-d15``, or ``q0-q7``, respectively.
3869 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3870   ``s0-s15``, ``d0-d7``, or ``q0-q3``, respectively.
3872 ARM's Thumb1 mode:
3874 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3875 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3876 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3877   some amount.
3878 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3879 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3880 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3881 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3882 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3883 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3884 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3885 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3886   ``s0-s31``, ``d0-d31``, or ``q0-q15``, respectively.
3887 - ``t``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3888   ``s0-s31``, ``d0-d15``, or ``q0-q7``, respectively.
3889 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3890   ``s0-s15``, ``d0-d7``, or ``q0-q3``, respectively.
3893 Hexagon:
3895 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3896   at the moment.
3897 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3899 MSP430:
3901 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3903 MIPS:
3905 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3906 - ``J``: An immediate integer zero.
3907 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3908 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3909 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3910 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3911 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3912 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3913   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3914 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3915   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3916   ``m``.
3917 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3918   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3919 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3920 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3921   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3922   argument modifier for compatibility with GCC.
3923 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3924   ``25``).
3925 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3926 - ``x``: Invalid.
3928 NVPTX:
3930 - ``b``: A 1-bit integer register.
3931 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3932 - ``r``: A 32-bit integer register.
3933 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3934 - ``f``: A 32-bit float register.
3935 - ``d``: A 64-bit float register.
3938 PowerPC:
3940 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3941 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3942 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3943 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3944 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3945 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3946 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3947 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3948   constant.
3949 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3950   treated the same as ``m``.
3951 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3952 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3953   ``R1-R31``).
3954 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3955   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3956 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3957   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3958   altivec vector register (``V0-V31``).
3960   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3961      is supposed to only use the altivec vector registers?
3963 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3964 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3965 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3966   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3967 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3968   set.
3970 RISC-V:
3972 - ``A``: An address operand (using a general-purpose register, without an
3973   offset).
3974 - ``I``: A 12-bit signed integer immediate operand.
3975 - ``J``: A zero integer immediate operand.
3976 - ``K``: A 5-bit unsigned integer immediate operand.
3977 - ``f``: A 32- or 64-bit floating-point register (requires F or D extension).
3978 - ``r``: A 32- or 64-bit general-purpose register (depending on the platform
3979   ``XLEN``).
3981 Sparc:
3983 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3984 - ``r``: A 32-bit integer register.
3985 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3986   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3987 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3989 SystemZ:
3991 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3992 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3993 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3994 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3995 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3996 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
3997   unsigned displacement.
3998 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
3999   unsigned displacement, and an index register.
4000 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
4001   signed displacement.
4002 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
4003   signed displacement, and an index register.
4004 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
4005 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
4006   address context evaluates as zero).
4007 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
4008   (LLVM-specific)
4009 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
4011 X86:
4013 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
4014 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
4015 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
4016 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
4017   0xffffffff.
4018 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
4019 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
4020 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
4021 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
4022 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
4023 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
4024 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4025   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
4026   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
4027 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4028   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
4029 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
4030 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
4031   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
4032 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
4033 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
4034 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
4035   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
4036   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
4037   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
4038 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
4039 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
4040   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
4041   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
4042   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
4043   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
4044   statement.
4046 XCore:
4048 - ``r``: A 32-bit integer register.
4051 .. _inline-asm-modifiers:
4053 Asm template argument modifiers
4054 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4056 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
4057 "``${0:n}``".
4059 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
4060 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
4061 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
4062 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
4064 Target-independent:
4066 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
4067   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4068 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
4069   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4070 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4071   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4073 AArch64:
4075 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4076   instead of ``x30``, print ``w30``.
4077 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4078 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4079   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4080   ``v*``.
4082 AMDGPU:
4084 - ``r``: No effect.
4086 ARM:
4088 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4089   register).
4090 - ``P``: No effect.
4091 - ``q``: No effect.
4092 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4093   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4094 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4095   prefix.
4096 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4097 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4098   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4099 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4100   register of a two-register operand.
4101 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4102   register of a two-register operand.
4103 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4104   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4105   to ``R``.)
4107   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4108      of a two-register operand.
4110 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4111 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4112 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4113   adornment.
4115 Hexagon:
4117 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4118   has been allocated consecutively to the first.
4120   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4121      nothing that ensures that happens, is there?
4123 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4124   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4126 MSP430:
4128 No additional modifiers.
4130 MIPS:
4132 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4133 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4134 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4135 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4136 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4137 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4138   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4140   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4142 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4143   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4145   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4147 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4148   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4149   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4150   ``M``.)
4151 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4152   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4153   constraint.
4155 NVPTX:
4157 - ``r``: No effect.
4159 PowerPC:
4161 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4162   has been allocated consecutively to the first.
4164   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4165      nothing that ensures that happens, is there?
4167 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4168   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4169 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4170   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4171 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4172   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4173   always print nothing)
4174 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4175   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4177 Sparc:
4179 - ``r``: No effect.
4181 SystemZ:
4183 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4184 target-independent modifiers.
4186 X86:
4188 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4189   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4190 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4191 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4192   operand.
4193 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4194   memory operand.
4195 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4196   operand.
4197 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4198   operand.
4199 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4200   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4201 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4202   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4203   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4204   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4205 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4206 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4207   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4209 XCore:
4211 No additional modifiers.
4214 Inline Asm Metadata
4215 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4217 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4218 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4219 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4220 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4221 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4222 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4223 it. For example:
4225 .. code-block:: llvm
4227     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4228     ...
4229     !42 = !{ i32 1234567 }
4231 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4232 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4233 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4234 occurs on.
4236 .. _metadata:
4238 Metadata
4239 ========
4241 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4242 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4243 code generator. One example application of metadata is source-level
4244 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4246 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4247 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4249 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4251 .. _metadata-string:
4253 Metadata Nodes and Metadata Strings
4254 -----------------------------------
4256 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4257 contain any character by escaping non-printable characters with
4258 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4259 "``!"test\00"``".
4261 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4262 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4263 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4264 their operand. For example:
4266 .. code-block:: llvm
4268     !{ !"test\00", i32 10}
4270 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4272 .. code-block:: text
4274     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4276 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4277 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4278 when metadata operands change.
4280 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4281 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4282 example:
4284 .. code-block:: llvm
4286     !foo = !{!4, !3}
4288 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4289 intrinsic is using three metadata arguments:
4291 .. code-block:: llvm
4293     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4295 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4296 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4298 .. code-block:: llvm
4300     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4302 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4303 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4304 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4306 .. code-block:: llvm
4308     declare !dbg !22 void @f1()
4309     define void @f2() !dbg !22 {
4310       ret void
4311     }
4313     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4314     @g2 = external global i32, !dbg !22
4316 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4317 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4318 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4319 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4321 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4322 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4324 More information about specific metadata nodes recognized by the
4325 optimizers and code generator is found below.
4327 .. _specialized-metadata:
4329 Specialized Metadata Nodes
4330 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4332 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4333 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4334 order.
4336 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4337 metadata nodes are related to debug info.
4339 .. _DICompileUnit:
4341 DICompileUnit
4342 """""""""""""
4344 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4345 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4346 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4347 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4348 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4349 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4350 more-accurate debug info for profiling results.
4352 .. code-block:: text
4354     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4355                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4356                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4357                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4358                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4360 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4361 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4362 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4363 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4364 and namespaces).
4366 .. _DIFile:
4368 DIFile
4369 """"""
4371 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4373 .. code-block:: none
4375     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4376                  checksumkind: CSK_MD5,
4377                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4379 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4380 for ``file:`` fields.
4381 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4383 .. _DIBasicType:
4385 DIBasicType
4386 """""""""""
4388 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4389 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4391 .. code-block:: text
4393     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4394                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4395     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4397 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4398 following:
4400 .. code-block:: text
4402   DW_ATE_address       = 1
4403   DW_ATE_boolean       = 2
4404   DW_ATE_float         = 4
4405   DW_ATE_signed        = 5
4406   DW_ATE_signed_char   = 6
4407   DW_ATE_unsigned      = 7
4408   DW_ATE_unsigned_char = 8
4410 .. _DISubroutineType:
4412 DISubroutineType
4413 """"""""""""""""
4415 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4416 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4417 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4418 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4420 .. code-block:: text
4422     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4423     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4424     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4426 .. _DIDerivedType:
4428 DIDerivedType
4429 """""""""""""
4431 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4432 qualified types.
4434 .. code-block:: text
4436     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4437                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4438     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4439                         align: 32)
4441 The following ``tag:`` values are valid:
4443 .. code-block:: text
4445   DW_TAG_member             = 13
4446   DW_TAG_pointer_type       = 15
4447   DW_TAG_reference_type     = 16
4448   DW_TAG_typedef            = 22
4449   DW_TAG_inheritance        = 28
4450   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4451   DW_TAG_const_type         = 38
4452   DW_TAG_friend             = 42
4453   DW_TAG_volatile_type      = 53
4454   DW_TAG_restrict_type      = 55
4455   DW_TAG_atomic_type        = 71
4457 .. _DIDerivedTypeMember:
4459 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4460 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4461 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4462 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4463 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4465 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4466 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4467 friends.
4469 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4471 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4472 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4473 are used to qualify the ``baseType:``.
4475 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4477 .. _DICompositeType:
4479 DICompositeType
4480 """""""""""""""
4482 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4483 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4485 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4486 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4487 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4488 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4489 ``scope:`` change uniquing rules.
4491 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4492 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4493 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4494 field, even if the nodes are ``distinct``.
4496 .. code-block:: text
4498     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4499     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4500     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4501     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4502                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4503                           elements: !{!0, !1, !2})
4505 The following ``tag:`` values are valid:
4507 .. code-block:: text
4509   DW_TAG_array_type       = 1
4510   DW_TAG_class_type       = 2
4511   DW_TAG_enumeration_type = 4
4512   DW_TAG_structure_type   = 19
4513   DW_TAG_union_type       = 23
4515 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4516 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4517 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4518 array type is a native packed vector.
4520 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4521 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4522 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4523 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4525 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4526 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4527 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4528 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4529 ``isDefinition: false``.
4531 .. _DISubrange:
4533 DISubrange
4534 """"""""""
4536 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4537 :ref:`DICompositeType`.
4539 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4540 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4541 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4543 .. code-block:: text
4545     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4546     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4547     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4549     ; Scopes used in rest of example
4550     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4551     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4552     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4554     ; Use of local variable as count value
4555     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4556     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4557     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4559     ; Use of global variable as count value
4560     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4561     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4563 .. _DIEnumerator:
4565 DIEnumerator
4566 """"""""""""
4568 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4569 variants of :ref:`DICompositeType`.
4571 .. code-block:: text
4573     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4574     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4575     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4577 DITemplateTypeParameter
4578 """""""""""""""""""""""
4580 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4581 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4582 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4584 .. code-block:: text
4586     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4588 DITemplateValueParameter
4589 """"""""""""""""""""""""
4591 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4592 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4593 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4594 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4595 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4597 .. code-block:: text
4599     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4601 DINamespace
4602 """""""""""
4604 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4606 .. code-block:: text
4608     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4610 .. _DIGlobalVariable:
4612 DIGlobalVariable
4613 """"""""""""""""
4615 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4617 .. code-block:: text
4619     @foo = global i32, !dbg !0
4620     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4621     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4622                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4623                            isDefinition: false, declaration: !5)
4626 DIGlobalVariableExpression
4627 """"""""""""""""""""""""""
4629 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4630 with a :ref:`DIExpression`.
4632 .. code-block:: text
4634     @lower = global i32, !dbg !0
4635     @upper = global i32, !dbg !1
4636     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4637              var: !2,
4638              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4639              )
4640     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4641              var: !2,
4642              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4643              )
4644     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4645                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4647 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4648 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4650 .. _DISubprogram:
4652 DISubprogram
4653 """"""""""""
4655 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4656 distinct ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using
4657 ``!dbg`` metadata. A unique ``DISubprogram`` may be attached to a function
4658 declaration used for call site debug info. The ``variables:`` field points at
4659 :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be retained, even if their IR
4660 counterparts are optimized out of the IR. The ``type:`` field must point at an
4661 :ref:`DISubroutineType`.
4663 .. _DISubprogramDeclaration:
4665 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4666 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4667 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4668 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4669 and ``scope:``.
4671 .. code-block:: text
4673     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4674       ...
4675     }
4677     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4678                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4679                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4680                                 containingType: !4,
4681                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4682                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4683                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4684                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4686 .. _DILexicalBlock:
4688 DILexicalBlock
4689 """"""""""""""
4691 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4692 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4693 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4694 fields.
4696 .. code-block:: text
4698     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4700 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4701 operands.
4703 .. _DILexicalBlockFile:
4705 DILexicalBlockFile
4706 """"""""""""""""""
4708 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4709 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4710 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4711 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4713 .. code-block:: text
4715     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4716     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4717     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4719 .. _DILocation:
4721 DILocation
4722 """"""""""
4724 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4725 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4726 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4728 .. code-block:: text
4730     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4732 .. _DILocalVariable:
4734 DILocalVariable
4735 """""""""""""""
4737 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4738 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4739 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4740 :ref:`DISubprogram`.
4742 .. code-block:: text
4744     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4745                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4746     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4747                           type: !3)
4748     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4750 .. _DIExpression:
4752 DIExpression
4753 """"""""""""
4755 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4756 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4757 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4758 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4759 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4760 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4761 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4763 The current supported opcode vocabulary is limited:
4765 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4766 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4767   them together and appends the result to the expression stack.
4768 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4769   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4770   expression stack.
4771 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4772 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4773   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4774   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4775   within the described source variable.
4776 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4777   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4778   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4779   that references a base type constructed from the supplied values.
4780 - ``DW_OP_LLVM_tag_offset, tag_offset`` specifies that a memory tag should be
4781   optionally applied to the pointer. The memory tag is derived from the
4782   given tag offset in an implementation-defined manner.
4783 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4784 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4785   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4786   address space identifier.
4787 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4788 - If an expression is marked with ``DW_OP_entry_value`` all register and
4789   memory read operations refer to the respective value at the function entry.
4790   The first operand of ``DW_OP_entry_value`` is the size of following
4791   DWARF expression.
4792   ``DW_OP_entry_value`` may appear after the ``LiveDebugValues`` pass.
4793   LLVM only supports entry values for function parameters
4794   that are unmodified throughout a function and that are described as
4795   simple register location descriptions.
4796   ``DW_OP_entry_value`` may also appear after the ``AsmPrinter`` pass when
4797   a call site parameter value (``DW_AT_call_site_parameter_value``)
4798   is represented as entry value of the parameter.
4799 - ``DW_OP_breg`` (or ``DW_OP_bregx``) represents a content on the provided
4800   signed offset of the specified register. The opcode is only generated by the
4801   ``AsmPrinter`` pass to describe call site parameter value which requires an
4802   expression over two registers.
4804 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4805 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4806 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4807 change over the course of the program. Register and memory location
4808 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4809 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4810 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4811 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4813 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4814 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4815 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4816 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4818 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4819 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4820 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4821 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4822 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4823 valid debug intrinsic.
4825 .. note::
4827    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4828    debug intrinsic it's attached to.
4830 .. code-block:: text
4832     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4833     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4834     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4835     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4836     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4837     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4838     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4840 DIFlags
4841 """""""""""""""
4843 These flags encode various properties of DINodes.
4845 The `ArgumentNotModified` flag marks a function argument whose value
4846 is not modified throughout of a function. This flag is used to decide
4847 whether a DW_OP_entry_value can be used in a location description
4848 after the function prologue. The language frontend is expected to compute
4849 this property for each DILocalVariable. The flag should be used
4850 only in optimized code.
4852 The `ExportSymbols` flag marks a class, struct or union whose members
4853 may be referenced as if they were defined in the containing class or
4854 union. This flag is used to decide whether the DW_AT_export_symbols can
4855 be used for the structure type.
4857 DIObjCProperty
4858 """"""""""""""
4860 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4862 .. code-block:: text
4864     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4865                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4867 DIImportedEntity
4868 """"""""""""""""
4870 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4871 compile unit.
4873 .. code-block:: text
4875    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4876                           entity: !1, line: 7)
4878 DIMacro
4879 """""""
4881 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4882 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4883 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4884 used to expand the macro identifier.
4886 .. code-block:: text
4888    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4889                  value: "((x) + 1)")
4890    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4892 DIMacroFile
4893 """""""""""
4895 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4896 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4897 appear in the included source file.
4899 .. code-block:: text
4901    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4902                      nodes: !3)
4904 '``tbaa``' Metadata
4905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4907 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4908 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4909 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4910 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4911 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4913 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4914 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4915 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4916 encoding of various entities.
4918 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4919 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4920 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4921 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4922 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4924 .. _tbaa_node_semantics:
4926 Semantics
4927 """""""""
4929 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4930 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4931 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4932 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4934 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4935 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4936 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4937 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4938 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4939 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4940 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4941 or scalar type descriptors.
4943 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4944 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4945 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4946 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4947 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4948 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4950 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4951 things:
4953  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4954    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4955    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4957  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4958    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4959    access with scalar type ``AccessTy``.
4961 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4962 tuples this way:
4964  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4965    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4966    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4967    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4969  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4970    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4971    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4972    to be relative within that inner type.
4974 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4975 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4976 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4977 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4979 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4981 .. code-block:: c
4983     struct Inner {
4984       int i;    // offset 0
4985       float f;  // offset 4
4986     };
4988     struct Outer {
4989       float f;  // offset 0
4990       double d; // offset 4
4991       struct Inner inner_a;  // offset 12
4992     };
4994     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
4995       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
4996       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
4997       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
4998       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
4999     }
5001 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
5002 type):
5004 .. code-block:: text
5006     Root = "TBAA Root"
5007     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
5008     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
5009     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
5010     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
5011     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
5012     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
5013                      (InnerStructTy, 12)}
5016 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
5017 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
5018 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
5020 .. _tbaa_node_representation:
5022 Representation
5023 """"""""""""""
5025 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
5026 with exactly one ``MDString`` operand.
5028 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
5029 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
5030 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
5031 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
5032 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
5033 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
5034 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
5035 constant integer zero.
5037 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
5038 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
5039 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
5040 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
5041 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
5042 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
5043 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
5044 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
5045 must be in non-decreasing order.
5047 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
5048 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
5049 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
5050 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
5051 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
5052 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
5053 that the location being accessed is "constant" (meaning
5054 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
5055 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
5056 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
5057 that is the TBAA root of the access tag.
5059 '``tbaa.struct``' Metadata
5060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5062 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
5063 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
5064 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
5065 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
5066 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
5067 of the aggregate.
5069 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
5070 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
5072 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
5073 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
5074 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
5075 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
5076 its tbaa tag. e.g.:
5078 .. code-block:: llvm
5080     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
5082 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
5083 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
5084 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
5086 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
5087 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
5088 does not carry useful data and need not be preserved.
5090 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
5091 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5093 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
5094 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
5095 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
5096 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
5097 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
5098 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
5099 a domain.
5101 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
5102 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
5103 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
5104 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
5105 alias.
5107 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5108 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5109 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5110 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5111 function is inlined.
5113 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5114 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5115 string then it can be combined across functions and translation units. A
5116 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5117 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5119 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5120 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5121 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5122 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5123 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5124 optionally be provided as a third list entry.
5126 For example,
5128 .. code-block:: llvm
5130     ; Two scope domains:
5131     !0 = !{!0}
5132     !1 = !{!1}
5134     ; Some scopes in these domains:
5135     !2 = !{!2, !0}
5136     !3 = !{!3, !0}
5137     !4 = !{!4, !1}
5139     ; Some scope lists:
5140     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5141     !6 = !{!4, !3, !2}
5142     !7 = !{!3}
5144     ; These two instructions don't alias:
5145     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5146     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5148     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5149     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5150     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5151     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5153     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5154     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5155     ; !alias.scope list):
5156     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5157     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5159 '``fpmath``' Metadata
5160 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5162 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5163 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5164 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5165 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5166 it. ULP is defined as follows:
5168     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5169     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5170     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5171     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5172     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5174 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5175 representing the maximum relative error, for example:
5177 .. code-block:: llvm
5179     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5181 .. _range-metadata:
5183 '``range``' Metadata
5184 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5186 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5187 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5188 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5189 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5190 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5191 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5192 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5194 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5195 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5196 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5197 -  The range is allowed to wrap.
5198 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5199    ``a!=b``.
5201 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5202 they must be non-contiguous.
5204 Examples:
5206 .. code-block:: llvm
5208       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5209       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5210       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5211       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5212              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5213     ...
5214     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5215     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5216     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5217     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5219 '``absolute_symbol``' Metadata
5220 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5222 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5223 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5224 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5225 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5226 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5227 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5228 may be used to represent the full set.
5230 Example (assuming 64-bit pointers):
5232 .. code-block:: llvm
5234       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5235       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5237     ...
5238     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5239     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5241 '``callees``' Metadata
5242 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5244 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5245 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5246 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5247 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5248 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5249 ``add`` or ``sub`` functions:
5251 .. code-block:: llvm
5253     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5255     ...
5256     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5258 '``callback``' Metadata
5259 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5261 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5262 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5263 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5264 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5265 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5266 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5267 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5268 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5269 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5270 pass-through to the callback function.
5272 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5273 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5274 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5275 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5276 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5277 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5278 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5279 callback callee invocation to a different thread.
5281 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5282 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5283 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5284 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5285 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5286 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5287 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5288 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5289 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5290 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5291 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5292 arguments encoded explicitly before.
5294 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5295 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5296 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5297 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5298 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5299 broker function (``i64 3``).
5301 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5302    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5303    have misc.highlighting_failure set?
5305 .. code-block:: text
5307     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5309     ...
5310     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5311     !1 = !{!2}
5313 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5314 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5315 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5316 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5317 final ``i1 true``).
5319 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5320    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5321    have misc.highlighting_failure set?
5323 .. code-block:: text
5325     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5327     ...
5328     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5329     !0 = !{!1}
5332 '``unpredictable``' Metadata
5333 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5335 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5336 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5337 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5338 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5339 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5340 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5342 .. _md_dereferenceable:
5344 '``dereferenceable``' Metadata
5345 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5347 The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
5348 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
5349 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5350 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
5351 attribute on parameters and return values.
5353 .. _md_dereferenceable_or_null:
5355 '``dereferenceable_or_null``' Metadata
5356 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5358 The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
5359 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
5360 dereferenceable or null.
5361 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5362 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
5363 attribute on parameters and return values.
5365 .. _llvm.loop:
5367 '``llvm.loop``'
5368 ^^^^^^^^^^^^^^^
5370 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5371 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5372 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5373 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5374 specified with the name ``llvm.loop``.
5376 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5377 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5378 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5379 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5380 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5381 constructs:
5383 .. code-block:: llvm
5385     !0 = !{!0}
5386     !1 = !{!1}
5388 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5389 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5390 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5391 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5393 .. code-block:: llvm
5395       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5396     ...
5397     !0 = !{!0, !1}
5398     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5400 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5401 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5403 This metadata disables all optional loop transformations unless
5404 explicitly instructed using other transformation metadata such as
5405 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5406 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5407 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5408 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5409 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5410 as loop rotation are still applied.
5412 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5413 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5414 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5415 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5416 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5418 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5420 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5421 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5423 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5424 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5425 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5426 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5427 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5428 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5429 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5430 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5431 in determining the safety of these transformations.
5433 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5434 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5436 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5437 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5438 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5439 example:
5441 .. code-block:: llvm
5443    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5445 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5446 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5447 then the interleave count will be determined automatically.
5449 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5450 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5452 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5453 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5454 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5455 0 disables vectorization:
5457 .. code-block:: llvm
5459    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5460    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5462 '``llvm.loop.vectorize.predicate.enable``' Metadata
5463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5465 This metadata selectively enables or disables creating predicated instructions
5466 for the loop, which can enable folding of the scalar epilogue loop into the
5467 main loop. The first operand is the string
5468 ``llvm.loop.vectorize.predicate.enable`` and the second operand is a bit. If
5469 the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of 0 disables
5470 vectorization:
5472 .. code-block:: llvm
5474    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 0}
5475    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 1}
5477 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5480 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5481 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5482 operand is an integer specifying the width. For example:
5484 .. code-block:: llvm
5486    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5488 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5489 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5490 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5491 determined automatically.
5493 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5494 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5496 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5497 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5499 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5500 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5502 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5503 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5504 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5505 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5506 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5507 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5509 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5510 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5512 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5513 epilogue loop.
5514 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5516 '``llvm.loop.unroll``'
5517 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5519 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5520 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5521 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5522 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5523 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5524 optimizer believes it is safe to do so.
5526 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5527 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5529 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5530 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5531 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5532 example:
5534 .. code-block:: llvm
5536    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5538 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5539 will be partially unrolled.
5541 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5542 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5544 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5545 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5547 .. code-block:: llvm
5549    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5551 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5552 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5554 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5555 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5557 .. code-block:: llvm
5559    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5561 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5562 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5564 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5565 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5566 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5567 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5569 .. code-block:: llvm
5571    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5573 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5576 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5577 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5578 For example:
5580 .. code-block:: llvm
5582    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5584 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5585 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5587 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5588 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5590 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5591 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5593 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5594 partial/runtime unrolling will have. See
5595 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5597 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5598 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5600 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5601 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5602 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5603 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5604 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5605 too.)
5607 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5608 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5609 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5610 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5611 and the normal safety checks will still be performed.
5613 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5614 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5616 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5617 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5618 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5619 specifying the unroll factor. For example:
5621 .. code-block:: llvm
5623    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5625 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5626 will be partially unroll and jammed.
5628 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5629 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5631 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5632 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5634 .. code-block:: llvm
5636    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5638 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5639 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5641 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5642 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5643 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5644 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5646 .. code-block:: llvm
5648    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5650 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5653 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5654 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5655 details.
5657 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5658 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5660 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5661 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5662 details.
5664 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5665 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5667 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5668 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5669 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5670 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5672 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5673 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5675 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5676 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5677 can be multiple inner remainder loops. See
5678 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5680 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5681 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5683 Attributes specified in the metadata is added to all
5684 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5685 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5687 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5688 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5690 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5691 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5692 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5694 .. code-block:: llvm
5696    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5698 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5699 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5701 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5702 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5703 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5704 dependencies into their own loop.
5706 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5707 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5708 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5709 enabled. A value of 0 disables distribution:
5711 .. code-block:: llvm
5713    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5714    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5716 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5717 identification metadata.
5719 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5720 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5722 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5723 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5724 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5726 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5727 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5729 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5730 memory dependencies will have. See
5731 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5733 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5734 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5736 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5737 the non-distributed fallback version will have. See
5738 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5740 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5741 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5743 The attributes in this metadata is added to all followup loops of the
5744 loop distribution pass. See
5745 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5747 '``llvm.licm.disable``' Metadata
5748 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5750 This metadata indicates that loop-invariant code motion (LICM) should not be
5751 performed on this loop. The metadata has a single operand which is the string
5752 ``llvm.licm.disable``. For example:
5754 .. code-block:: llvm
5756    !0 = !{!"llvm.licm.disable"}
5758 Note that although it operates per loop it isn't given the llvm.loop prefix
5759 as it is not affected by the ``llvm.loop.disable_nonforced`` metadata.
5761 '``llvm.access.group``' Metadata
5762 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5764 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5765 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5766 node, which we call access group. This node represents all memory access
5767 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5768 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5769 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5771 .. code-block:: llvm
5773    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5774    ...
5775    !0 = !{!1, !2}
5776    !1 = distinct !{}
5777    !2 = distinct !{}
5779 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5780 with an access group.
5782 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5783 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5784 always be empty which can be used to distinguish an access group
5785 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5786 situation that the content must be updated which, because metadata is
5787 immutable by design, would required finding and updating all references
5788 to the access group node.
5790 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5791 without pointing to it directly (which is not possible in global
5792 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5793 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5795 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5796 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5798 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5799 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5800 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5801 in the loop with this metadata.
5803 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5804 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5805 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5806 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5807 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5808 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5809 considered having this property if at least one of the access groups
5810 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5812 If all memory-accessing instructions in a loop have
5813 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5814 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5815 parallel loop.
5817 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5818 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5819 not be considered trivially parallel. Additional
5820 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5821 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5822 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5823 insert new memory instructions into the loop body).
5825 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5826 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5827 metadata types.
5829 .. code-block:: llvm
5831    for.body:
5832      ...
5833      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5834      ...
5835      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5836      ...
5837      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5839    for.end:
5840    ...
5841    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5842    !1 = distinct !{}
5844 It is also possible to have nested parallel loops:
5846 .. code-block:: llvm
5848    outer.for.body:
5849      ...
5850      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5851      ...
5852      br label %inner.for.body
5854    inner.for.body:
5855      ...
5856      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5857      ...
5858      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5859      ...
5860      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5862    inner.for.end:
5863      ...
5864      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5865      ...
5866      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5868    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5869    ...
5870    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5871    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5872    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5873    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5875 '``irr_loop``' Metadata
5876 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5878 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5879 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5880 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5881 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5882 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5883 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5884 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5885 the irreducible loop) of 100:
5887 .. code-block:: llvm
5889     header0:
5890     ...
5891     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5893     ...
5894     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5896 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5898 .. _md_invariant.group:
5900 '``invariant.group``' Metadata
5901 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5903 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5904 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5905 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5906 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5907 can be assumed to load or store the same
5908 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5909 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5910 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5912 Examples:
5914 .. code-block:: llvm
5916    @unknownPtr = external global i8
5917    ...
5918    %ptr = alloca i8
5919    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5920    call void @foo(i8* %ptr)
5922    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5923    call void @foo(i8* %ptr)
5925    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5926    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5928    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5929    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5931    call void @foo(i8* %ptr)
5932    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5933    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5935    ...
5936    declare void @foo(i8*)
5937    declare i8* @getPointer(i8*)
5938    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5940    !0 = !{}
5942 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5943 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5944 to the SSA value of the pointer operand.
5946 .. code-block:: llvm
5948   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5949   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5950   %v = load i8, i8* %y
5952 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5953 change in the future.
5955 '``type``' Metadata
5956 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5958 See :doc:`TypeMetadata`.
5960 '``associated``' Metadata
5961 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5963 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5964 declaration with a single argument that references another global object.
5966 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5967 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5968 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5969 metadata may also:
5971 - Be in a comdat with the referenced global.
5972 - Be in @llvm.compiler.used.
5973 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5975 It does not have any effect on non-ELF targets.
5977 Example:
5979 .. code-block:: text
5981     $a = comdat any
5982     @a = global i32 1, comdat $a
5983     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5984     !0 = !{i32* @a}
5987 '``prof``' Metadata
5988 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5990 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5991 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
5992 type. There are currently 3 types:
5993 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
5994 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
5995 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
5997 .. _prof_node_branch_weights:
5999 branch_weights
6000 """"""""""""""
6002 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
6003 represents the likeliness of the associated branch being taken.
6004 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6006 .. _prof_node_function_entry_count:
6008 function_entry_count
6009 """"""""""""""""""""
6011 Function entry count metadata can be attached to function definitions
6012 to record the number of times the function is called. Used with BFI
6013 information, it is also used to derive the basic block profile count.
6014 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6016 .. _prof_node_VP:
6021 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
6022 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
6023 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
6024 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
6026 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
6027 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
6028 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
6029 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
6030 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
6031 of the callee function name, and for memory operations each value is the
6032 byte length.
6034 Note that the value counts do not need to add up to the total count
6035 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
6036 are tracked and reported).
6038 Indirect call example:
6040 .. code-block:: llvm
6042     call void %f(), !prof !1
6043     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
6045 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
6046 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
6047 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
6048 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
6049 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
6050 operands give the execution count that each of the respective prior target
6051 functions was called.
6053 Module Flags Metadata
6054 =====================
6056 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
6057 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
6058 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
6059 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
6060 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
6061 look it up.
6063 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
6064 Each triplet has the following form:
6066 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
6067    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
6068    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
6069    described below.
6070 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
6071    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
6072    including entries with the **Require** behavior).
6073 -  The third element is the value of the flag.
6075 When two (or more) modules are merged together, the resulting
6076 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
6077 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
6078 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
6079 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
6080 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
6082 The following behaviors are supported:
6084 .. list-table::
6085    :header-rows: 1
6086    :widths: 10 90
6088    * - Value
6089      - Behavior
6091    * - 1
6092      - **Error**
6093            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
6094            is that of the operands.
6096    * - 2
6097      - **Warning**
6098            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
6099            operand for the flag from the first module being linked.
6101    * - 3
6102      - **Require**
6103            Adds a requirement that another module flag be present and have a
6104            specified value after linking is performed. The value must be a
6105            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
6106            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
6107            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
6108            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
6109            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
6111    * - 4
6112      - **Override**
6113            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
6114            other module. If both modules specify **Override**, but the values
6115            differ, an error will be emitted.
6117    * - 5
6118      - **Append**
6119            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
6121    * - 6
6122      - **AppendUnique**
6123            Appends the two values, which are required to be metadata
6124            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
6125            during the append operation.
6127    * - 7
6128      - **Max**
6129            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
6131 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
6132 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
6133 value) or **Override**.
6135 An example of module flags:
6137 .. code-block:: llvm
6139     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
6140     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
6141     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
6142     !3 = !{ i32 3, !"qux",
6143       !{
6144         !"foo", i32 1
6145       }
6146     }
6147     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
6149 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
6150    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
6151    values are not equal.
6153 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
6154    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
6155    '37'.
6157 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
6158    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
6159    warning if their values are not equal.
6161 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6163    ::
6165        !{ !"foo", i32 1 }
6167    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6168    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6169    performed.
6171 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6172 ----------------------------------------------------
6174 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6175 collection in a special section called "image info". The metadata
6176 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6177 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6178 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6179 be merged rather than appended together.
6181 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6182 following key-value pairs:
6184 .. list-table::
6185    :header-rows: 1
6186    :widths: 30 70
6188    * - Key
6189      - Value
6191    * - ``Objective-C Version``
6192      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6194    * - ``Objective-C Image Info Version``
6195      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6196        always 0.
6198    * - ``Objective-C Image Info Section``
6199      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6200        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6201        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6202        Objective-C ABI version 2.
6204    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6205      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6206        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6207        collection supported.
6209    * - ``Objective-C GC Only``
6210      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6211        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6212        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6214 Some important flag interactions:
6216 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6217    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6218    2, then the resulting module has the
6219    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6220 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6221    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6223 C type width Module Flags Metadata
6224 ----------------------------------
6226 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6227 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6228 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6229 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6230 width.
6232 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6233 flags metadata, using the following key-value pairs:
6235 .. list-table::
6236    :header-rows: 1
6237    :widths: 30 70
6239    * - Key
6240      - Value
6242    * - short_wchar
6243      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6244        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6246    * - short_enum
6247      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6248        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6249          represent all of its values.
6251 For example, the following metadata section specifies that the module was
6252 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6253 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6255     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6256     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6257     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6259 Automatic Linker Flags Named Metadata
6260 =====================================
6262 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6263 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6264 allow source files to contain linker command line options, and have these
6265 automatically be transmitted to the linker via object files.
6267 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6268 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6269 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6270 list of metadata strings defining linker options.
6272 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6273 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6274 framework::
6276     !0 = !{ !"-lz" }
6277     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6278     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6280 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6281 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6282 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6283 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6284 assembly writer or object file emitter.
6286 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6287 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6288 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6290 Dependent Libs Named Metadata
6291 =============================
6293 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6294 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6295 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6296 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6297 linker via object files.
6299 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6300 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6301 which should contain a single string operand.
6303 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6305     !0 = !{!"a library specifier"}
6306     !1 = !{!"another library specifier"}
6307     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6309 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6310 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6312 .. _summary:
6314 ThinLTO Summary
6315 ===============
6317 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6318 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6319 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6320 in syntax by a caret ('``^``').
6322 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6323 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6324 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6325 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6326 input file).
6328 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6329 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6330 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6331 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6332 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6333 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6334 before feeding into thin link tools for now).
6336 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6337 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6338 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6339 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6341 .. _module_path_summary:
6343 Module Path Summary Entry
6344 -------------------------
6346 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6347 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6348 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6349 one module path entry per linked module with summary.
6351 Example:
6353 .. code-block:: text
6355     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6357 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6358 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6359 incremental builds and caching.
6361 .. _gv_summary:
6363 Global Value Summary Entry
6364 --------------------------
6366 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6367 referenced by a summarized module.
6369 Example:
6371 .. code-block:: text
6373     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6375 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6376 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6377 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6378 for symbols with weak linkage.
6380 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6381 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6382 :ref:`alias<alias_summary>`.
6384 .. _function_summary:
6386 Function Summary
6387 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6389 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6391 .. code-block:: text
6393     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6395 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6396 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6397 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6398 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6399 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6400 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6401 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6402 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6403 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6405 .. _variable_summary:
6407 Global Variable Summary
6408 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6410 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6412 .. code-block:: text
6414     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6416 The variable entry contains a subset of the fields in a
6417 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6419 .. _alias_summary:
6421 Alias Summary
6422 ^^^^^^^^^^^^^
6424 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6426 .. code-block:: text
6428     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6430 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6431 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6432 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6434 .. _funcflags_summary:
6436 Function Flags
6437 ^^^^^^^^^^^^^^
6439 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6441 .. code-block:: text
6443     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6445 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6446 ``0``.
6448 .. _calls_summary:
6450 Calls
6451 ^^^^^
6453 The optional ``Calls`` field looks like:
6455 .. code-block:: text
6457     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6459 where each ``Callee`` looks like:
6461 .. code-block:: text
6463     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6465 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6466 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6467 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6468 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6469 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6471 .. _refs_summary:
6473 Refs
6474 ^^^^
6476 The optional ``Refs`` field looks like:
6478 .. code-block:: text
6480     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6482 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6483 value (e.g. ``^1``).
6485 .. _typeidinfo_summary:
6487 TypeIdInfo
6488 ^^^^^^^^^^
6490 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6491 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6492 looks like:
6494 .. code-block:: text
6496     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6498 These optional fields have the following forms:
6500 TypeTests
6501 """""""""
6503 .. code-block:: text
6505     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6507 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6508 by summary id or ``GUID``.
6510 TypeTestAssumeVCalls
6511 """"""""""""""""""""
6513 .. code-block:: text
6515     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6517 Where each VFuncId has the format:
6519 .. code-block:: text
6521     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6523 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6524 by summary id or ``GUID`` preceded by a ``guid:`` tag.
6526 TypeCheckedLoadVCalls
6527 """""""""""""""""""""
6529 .. code-block:: text
6531     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6533 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6535 TypeTestAssumeConstVCalls
6536 """""""""""""""""""""""""
6538 .. code-block:: text
6540     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6542 Where each ConstVCall has the format:
6544 .. code-block:: text
6546     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6548 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6549 and each Arg is an integer argument number.
6551 TypeCheckedLoadConstVCalls
6552 """"""""""""""""""""""""""
6554 .. code-block:: text
6556     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6558 Where each ConstVCall has the format described for
6559 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6561 .. _typeid_summary:
6563 Type ID Summary Entry
6564 ---------------------
6566 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6567 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6568 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6569 so these are only present in a combined summary index.
6571 Example:
6573 .. code-block:: text
6575     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6577 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6578 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6579 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6580 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6581 field that looks like:
6583 .. code-block:: text
6585     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6587 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6588 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6590 .. code-block:: text
6592     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6593     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6594     wpdRes: (kind: indir)
6596 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6597 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6599 .. code-block:: text
6601     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6603 where ResByArg is:
6605 .. code-block:: text
6607     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6609 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6610 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6611 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6612 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6613 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6614 not support the use of absolute symbols to store constants.
6616 .. _intrinsicglobalvariables:
6618 Intrinsic Global Variables
6619 ==========================
6621 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6622 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6623 All globals of this sort should have a section specified as
6624 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6625 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6627 .. _gv_llvmused:
6629 The '``llvm.used``' Global Variable
6630 -----------------------------------
6632 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6633 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6634 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6635 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6636 use of it is:
6638 .. code-block:: llvm
6640     @X = global i8 4
6641     @Y = global i32 123
6643     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6644        i8* @X,
6645        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6646     ], section "llvm.metadata"
6648 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6649 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6650 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6651 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6652 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6653 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6654 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6656 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6657 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6658 molesting the symbol.
6660 .. _gv_llvmcompilerused:
6662 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6663 --------------------------------------------
6665 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6666 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6667 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6668 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6669 by ``@llvm.used``.
6671 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6672 and should not be exposed to source languages.
6674 .. _gv_llvmglobalctors:
6676 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6677 -------------------------------------------
6679 .. code-block:: llvm
6681     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6682     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6684 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6685 functions, priorities, and an associated global or function.
6686 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6687 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6688 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 initializer function will only run if the associated
6692 data from the current module is not discarded.
6694 .. _llvmglobaldtors:
6696 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6697 -------------------------------------------
6699 .. code-block:: llvm
6701     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6702     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6704 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6705 functions, priorities, and an associated global or function.
6706 The functions referenced by this array will be called in descending
6707 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6708 order of functions with the same priority is not defined.
6710 If the third field is non-null, and points to a global variable
6711 or function, the destructor function will only run if the associated
6712 data from the current module is not discarded.
6714 Instruction Reference
6715 =====================
6717 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6718 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6719 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6720 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6721 :ref:`other instructions <otherops>`.
6723 .. _terminators:
6725 Terminator Instructions
6726 -----------------------
6728 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6729 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6730 block should be executed after the current block is finished. These
6731 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6732 control flow, not values (the one exception being the
6733 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6735 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6736 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6737 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6738 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6739 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6740 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6741 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6742 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6744 .. _i_ret:
6746 '``ret``' Instruction
6747 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6749 Syntax:
6750 """""""
6754       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6755       ret void                 ; Return from void function
6757 Overview:
6758 """""""""
6760 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6761 a value) from a function back to the caller.
6763 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6764 value and then causes control flow, and one that just causes control
6765 flow to occur.
6767 Arguments:
6768 """"""""""
6770 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6771 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6772 class <t_firstclass>`' type.
6774 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6775 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6776 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6777 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6778 value.
6780 Semantics:
6781 """"""""""
6783 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6784 the calling function's context. If the caller is a
6785 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6786 instruction after the call. If the caller was an
6787 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6788 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6789 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6790 value.
6792 Example:
6793 """"""""
6795 .. code-block:: llvm
6797       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6798       ret void                        ; Return from a void function
6799       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6801 .. _i_br:
6803 '``br``' Instruction
6804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6806 Syntax:
6807 """""""
6811       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6812       br label <dest>          ; Unconditional branch
6814 Overview:
6815 """""""""
6817 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6818 different basic block in the current function. There are two forms of
6819 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6820 unconditional branch.
6822 Arguments:
6823 """"""""""
6825 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6826 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6827 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6829 Semantics:
6830 """"""""""
6832 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6833 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6834 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6835 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6837 Example:
6838 """"""""
6840 .. code-block:: llvm
6842     Test:
6843       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6844       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6845     IfEqual:
6846       ret i32 1
6847     IfUnequal:
6848       ret i32 0
6850 .. _i_switch:
6852 '``switch``' Instruction
6853 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6855 Syntax:
6856 """""""
6860       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6862 Overview:
6863 """""""""
6865 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6866 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6867 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6868 destinations.
6870 Arguments:
6871 """"""""""
6873 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6874 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6875 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6876 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6878 Semantics:
6879 """"""""""
6881 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6882 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6883 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6884 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6885 to the default destination.
6887 Implementation:
6888 """""""""""""""
6890 Depending on properties of the target machine and the particular
6891 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6892 different ways. For example, it could be generated as a series of
6893 chained conditional branches or with a lookup table.
6895 Example:
6896 """"""""
6898 .. code-block:: llvm
6900      ; Emulate a conditional br instruction
6901      %Val = zext i1 %value to i32
6902      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6904      ; Emulate an unconditional br instruction
6905      switch i32 0, label %dest [ ]
6907      ; Implement a jump table:
6908      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6909                                          i32 1, label %onone
6910                                          i32 2, label %ontwo ]
6912 .. _i_indirectbr:
6914 '``indirectbr``' Instruction
6915 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6917 Syntax:
6918 """""""
6922       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6924 Overview:
6925 """""""""
6927 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6928 label within the current function, whose address is specified by
6929 "``address``". Address must be derived from a
6930 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6932 Arguments:
6933 """"""""""
6935 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6936 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6937 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6938 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6940 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6941 accurate understanding of the CFG.
6943 Semantics:
6944 """"""""""
6946 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6947 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6948 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6949 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6951 Implementation:
6952 """""""""""""""
6954 This is typically implemented with a jump through a register.
6956 Example:
6957 """"""""
6959 .. code-block:: llvm
6961      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6963 .. _i_invoke:
6965 '``invoke``' Instruction
6966 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6968 Syntax:
6969 """""""
6973       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6974                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6976 Overview:
6977 """""""""
6979 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6980 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6981 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6982 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6983 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6984 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6985 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6986 nearest "exception" label.
6988 The '``exception``' label is a `landing
6989 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6990 '``exception``' label is required to have the
6991 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
6992 information about the behavior of the program after unwinding happens,
6993 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
6994 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
6995 instruction, so that the important information contained within the
6996 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
6998 Arguments:
6999 """"""""""
7001 This instruction requires several arguments:
7003 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7004    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7005    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7006 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7007    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7008    are valid here.
7009 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7010    of the called function. If it is not specified, the program address space
7011    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7012 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7013    type of the return value. Functions that return no value are marked
7014    ``void``.
7015 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
7016    argument types must match the types implied by this signature. This
7017    type can be omitted if the function is not varargs.
7018 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7019    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7020    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7021    to function value.
7022 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7023    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7024    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7025    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7026    extra arguments can be specified.
7027 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7028    executes a '``ret``' instruction.
7029 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
7030    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
7031    mechanism.
7032 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7033 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7035 Semantics:
7036 """"""""""
7038 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7039 instruction in most regards. The primary difference is that it
7040 establishes an association with a label, which is used by the runtime
7041 library to unwind the stack.
7043 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
7044 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
7045 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
7046 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
7048 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
7049 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
7050 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
7051 return value is available.
7053 Example:
7054 """"""""
7056 .. code-block:: llvm
7058       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
7059                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7060       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
7061                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7063 .. _i_callbr:
7065 '``callbr``' Instruction
7066 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7068 Syntax:
7069 """""""
7073       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
7074                     [operand bundles] to label <normal label> [other labels]
7076 Overview:
7077 """""""""
7079 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
7080 function, with the possibility of control flow transfer to either the
7081 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
7083 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
7084 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
7086 Arguments:
7087 """"""""""
7089 This instruction requires several arguments:
7091 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7092    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7093    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7094 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7095    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7096    are valid here.
7097 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7098    of the called function. If it is not specified, the program address space
7099    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7100 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7101    type of the return value. Functions that return no value are marked
7102    ``void``.
7103 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
7104    argument types must match the types implied by this signature. This
7105    type can be omitted if the function is not varargs.
7106 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7107    be called. In most cases, this is a direct function call, but
7108    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7109    to function value.
7110 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7111    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7112    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7113    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7114    extra arguments can be specified.
7115 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7116    executes a '``ret``' instruction.
7117 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
7118    to a location other than the normal '``normal label``'. The blockaddress
7119    constant for these should also be in the list of '``function args``'.
7120 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7121 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7123 Semantics:
7124 """"""""""
7126 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7127 instruction in most regards. The primary difference is that it
7128 establishes an association with additional labels to define where control
7129 flow goes after the call.
7131 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
7132 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
7133 assembly to jump to.
7135 Example:
7136 """"""""
7138 .. code-block:: text
7140       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
7141                   to label %normal [label %fail]
7143 .. _i_resume:
7145 '``resume``' Instruction
7146 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7148 Syntax:
7149 """""""
7153       resume <type> <value>
7155 Overview:
7156 """""""""
7158 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
7159 successors.
7161 Arguments:
7162 """"""""""
7164 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7165 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7166 function.
7168 Semantics:
7169 """"""""""
7171 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7172 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7173 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7175 Example:
7176 """"""""
7178 .. code-block:: llvm
7180       resume { i8*, i32 } %exn
7182 .. _i_catchswitch:
7184 '``catchswitch``' Instruction
7185 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7187 Syntax:
7188 """""""
7192       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7193       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7195 Overview:
7196 """""""""
7198 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7199 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7200 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7202 Arguments:
7203 """"""""""
7205 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7206 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7207 this operand may be the token ``none``.
7209 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7210 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7211 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7212 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7214 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7215 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7217 Semantics:
7218 """"""""""
7220 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7221 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7222 present.
7224 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7225 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7226 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7228 Example:
7229 """"""""
7231 .. code-block:: text
7233     dispatch1:
7234       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7235     dispatch2:
7236       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7238 .. _i_catchret:
7240 '``catchret``' Instruction
7241 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7243 Syntax:
7244 """""""
7248       catchret from <token> to label <normal>
7250 Overview:
7251 """""""""
7253 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7254 single successor.
7257 Arguments:
7258 """"""""""
7260 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7261 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7262 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7263 transfer to next.
7265 Semantics:
7266 """"""""""
7268 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7269 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7270 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7271 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7272 ``normal``.
7274 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7275 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7276 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7277 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7279 Example:
7280 """"""""
7282 .. code-block:: text
7284       catchret from %catch label %continue
7286 .. _i_cleanupret:
7288 '``cleanupret``' Instruction
7289 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7291 Syntax:
7292 """""""
7296       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7297       cleanupret from <value> unwind to caller
7299 Overview:
7300 """""""""
7302 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7303 an optional successor.
7306 Arguments:
7307 """"""""""
7309 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7310 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7311 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7312 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7313 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7315 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7316 which must be the label of another basic block beginning with either a
7317 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7318 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7319 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7321 Semantics:
7322 """"""""""
7324 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7325 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7326 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7327 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7329 Example:
7330 """"""""
7332 .. code-block:: text
7334       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7335       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7337 .. _i_unreachable:
7339 '``unreachable``' Instruction
7340 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7342 Syntax:
7343 """""""
7347       unreachable
7349 Overview:
7350 """""""""
7352 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7353 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7354 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7355 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7357 Semantics:
7358 """"""""""
7360 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7362 .. _unaryops:
7364 Unary Operations
7365 -----------------
7367 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7368 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7369 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7370 result value has the same type as its operand.
7372 .. _i_fneg:
7374 '``fneg``' Instruction
7375 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7377 Syntax:
7378 """""""
7382       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7384 Overview:
7385 """""""""
7387 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7389 Arguments:
7390 """"""""""
7392 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7393 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7394 floating-point values.
7396 Semantics:
7397 """"""""""
7399 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7400 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7401 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7402 unsafe floating-point optimizations:
7404 Example:
7405 """"""""
7407 .. code-block:: text
7409       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7411 .. _binaryops:
7413 Binary Operations
7414 -----------------
7416 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7417 They require two operands of the same type, execute an operation on
7418 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7419 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7420 result value has the same type as its operands.
7422 There are several different binary operators:
7424 .. _i_add:
7426 '``add``' Instruction
7427 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7429 Syntax:
7430 """""""
7434       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7435       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7436       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7437       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7439 Overview:
7440 """""""""
7442 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7444 Arguments:
7445 """"""""""
7447 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7448 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7449 arguments must have identical types.
7451 Semantics:
7452 """"""""""
7454 The value produced is the integer sum of the two operands.
7456 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7457 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7458 the result.
7460 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7461 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7463 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7464 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7465 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7466 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7468 Example:
7469 """"""""
7471 .. code-block:: text
7473       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7475 .. _i_fadd:
7477 '``fadd``' Instruction
7478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7480 Syntax:
7481 """""""
7485       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7487 Overview:
7488 """""""""
7490 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7492 Arguments:
7493 """"""""""
7495 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7496 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7497 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7499 Semantics:
7500 """"""""""
7502 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7503 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7504 environment <floatenv>`.
7505 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7506 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7507 unsafe floating-point optimizations:
7509 Example:
7510 """"""""
7512 .. code-block:: text
7514       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7516 '``sub``' Instruction
7517 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7519 Syntax:
7520 """""""
7524       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7525       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7526       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7527       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7529 Overview:
7530 """""""""
7532 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7534 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7535 instruction present in most other intermediate representations.
7537 Arguments:
7538 """"""""""
7540 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7541 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7542 arguments must have identical types.
7544 Semantics:
7545 """"""""""
7547 The value produced is the integer difference of the two operands.
7549 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7550 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7551 the result.
7553 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7554 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7556 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7557 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7558 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7559 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7561 Example:
7562 """"""""
7564 .. code-block:: text
7566       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7567       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7569 .. _i_fsub:
7571 '``fsub``' Instruction
7572 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7574 Syntax:
7575 """""""
7579       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7581 Overview:
7582 """""""""
7584 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7586 Arguments:
7587 """"""""""
7589 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7590 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7591 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7593 Semantics:
7594 """"""""""
7596 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7597 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7598 environment <floatenv>`.
7599 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7600 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7601 unsafe floating-point optimizations:
7603 Example:
7604 """"""""
7606 .. code-block:: text
7608       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7609       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7611 '``mul``' Instruction
7612 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7614 Syntax:
7615 """""""
7619       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7620       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7621       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7622       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7624 Overview:
7625 """""""""
7627 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7629 Arguments:
7630 """"""""""
7632 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7633 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7634 arguments must have identical types.
7636 Semantics:
7637 """"""""""
7639 The value produced is the integer product of the two operands.
7641 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7642 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7643 bit width of the result.
7645 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7646 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7647 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7648 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7649 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7650 product.
7652 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7653 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7654 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7655 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7657 Example:
7658 """"""""
7660 .. code-block:: text
7662       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7664 .. _i_fmul:
7666 '``fmul``' Instruction
7667 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7669 Syntax:
7670 """""""
7674       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7676 Overview:
7677 """""""""
7679 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7681 Arguments:
7682 """"""""""
7684 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7685 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7686 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7688 Semantics:
7689 """"""""""
7691 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7692 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7693 environment <floatenv>`.
7694 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7695 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7696 unsafe floating-point optimizations:
7698 Example:
7699 """"""""
7701 .. code-block:: text
7703       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7705 '``udiv``' Instruction
7706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7708 Syntax:
7709 """""""
7713       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7714       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7716 Overview:
7717 """""""""
7719 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7721 Arguments:
7722 """"""""""
7724 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7725 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7726 arguments must have identical types.
7728 Semantics:
7729 """"""""""
7731 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7733 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7734 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7736 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7737 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7740 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7741 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7742 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7744 Example:
7745 """"""""
7747 .. code-block:: text
7749       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7751 '``sdiv``' Instruction
7752 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7754 Syntax:
7755 """""""
7759       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7760       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7762 Overview:
7763 """""""""
7765 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7767 Arguments:
7768 """"""""""
7770 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7771 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7772 arguments must have identical types.
7774 Semantics:
7775 """"""""""
7777 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7778 rounded towards zero.
7780 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7781 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7783 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7784 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7785 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7786 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7788 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7789 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7791 Example:
7792 """"""""
7794 .. code-block:: text
7796       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7798 .. _i_fdiv:
7800 '``fdiv``' Instruction
7801 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7803 Syntax:
7804 """""""
7808       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7810 Overview:
7811 """""""""
7813 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7815 Arguments:
7816 """"""""""
7818 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7819 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7820 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7822 Semantics:
7823 """"""""""
7825 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7826 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7827 environment <floatenv>`.
7828 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7829 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7830 unsafe floating-point optimizations:
7832 Example:
7833 """"""""
7835 .. code-block:: text
7837       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7839 '``urem``' Instruction
7840 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7842 Syntax:
7843 """""""
7847       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7849 Overview:
7850 """""""""
7852 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7853 division of its two arguments.
7855 Arguments:
7856 """"""""""
7858 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7859 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7860 arguments must have identical types.
7862 Semantics:
7863 """"""""""
7865 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7866 This instruction always performs an unsigned division to get the
7867 remainder.
7869 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7870 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7872 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7873 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7874 undefined behavior.
7876 Example:
7877 """"""""
7879 .. code-block:: text
7881       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7883 '``srem``' Instruction
7884 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7886 Syntax:
7887 """""""
7891       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7893 Overview:
7894 """""""""
7896 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7897 division of its two operands. This instruction can also take
7898 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7899 must be integers.
7901 Arguments:
7902 """"""""""
7904 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7905 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7906 arguments must have identical types.
7908 Semantics:
7909 """"""""""
7911 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7912 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7913 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7914 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7915 difference, see `The Math
7916 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7917 table of how this is implemented in various languages, please see
7918 `Wikipedia: modulo
7919 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7921 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7922 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7924 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7925 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7926 undefined behavior.
7927 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7928 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7929 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7930 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7931 result of the division and the remainder.)
7933 Example:
7934 """"""""
7936 .. code-block:: text
7938       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7940 .. _i_frem:
7942 '``frem``' Instruction
7943 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7945 Syntax:
7946 """""""
7950       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7952 Overview:
7953 """""""""
7955 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7956 its two operands.
7958 Arguments:
7959 """"""""""
7961 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7962 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7963 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7965 Semantics:
7966 """"""""""
7968 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7969 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7970 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7971 dividend.
7972 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7973 environment <floatenv>`.
7974 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7975 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7976 unsafe floating-point optimizations:
7978 Example:
7979 """"""""
7981 .. code-block:: text
7983       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7985 .. _bitwiseops:
7987 Bitwise Binary Operations
7988 -------------------------
7990 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7991 in a program. They are generally very efficient instructions and can
7992 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
7993 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
7994 single value. The resulting value is the same type as its operands.
7996 '``shl``' Instruction
7997 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7999 Syntax:
8000 """""""
8004       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
8005       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8006       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8007       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8009 Overview:
8010 """""""""
8012 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
8013 a specified number of bits.
8015 Arguments:
8016 """"""""""
8018 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
8019 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8020 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8022 Semantics:
8023 """"""""""
8025 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
8026 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
8027 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
8028 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8029 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
8030 by the corresponding shift amount in ``op2``.
8032 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8033 value if it shifts out any non-zero bits.
8034 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8035 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
8037 Example:
8038 """"""""
8040 .. code-block:: text
8042       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
8043       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
8044       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
8045       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
8046       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
8048 '``lshr``' Instruction
8049 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8051 Syntax:
8052 """""""
8056       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8057       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8059 Overview:
8060 """""""""
8062 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
8063 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
8065 Arguments:
8066 """"""""""
8068 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
8069 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8070 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8072 Semantics:
8073 """"""""""
8075 This instruction always performs a logical shift right operation. The
8076 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
8077 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8078 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8079 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8080 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8082 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
8083 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8085 Example:
8086 """"""""
8088 .. code-block:: text
8090       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8091       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8092       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8093       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
8094       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
8095       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
8097 '``ashr``' Instruction
8098 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8100 Syntax:
8101 """""""
8105       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8106       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8108 Overview:
8109 """""""""
8111 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
8112 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
8113 extension.
8115 Arguments:
8116 """"""""""
8118 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
8119 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8120 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8122 Semantics:
8123 """"""""""
8125 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
8126 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
8127 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8128 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8129 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8130 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8132 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
8133 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8135 Example:
8136 """"""""
8138 .. code-block:: text
8140       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8141       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8142       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8143       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
8144       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
8145       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
8147 '``and``' Instruction
8148 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8150 Syntax:
8151 """""""
8155       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8157 Overview:
8158 """""""""
8160 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
8161 operands.
8163 Arguments:
8164 """"""""""
8166 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8167 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8168 arguments must have identical types.
8170 Semantics:
8171 """"""""""
8173 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8175 +-----+-----+-----+
8176 | In0 | In1 | Out |
8177 +-----+-----+-----+
8178 |   0 |   0 |   0 |
8179 +-----+-----+-----+
8180 |   0 |   1 |   0 |
8181 +-----+-----+-----+
8182 |   1 |   0 |   0 |
8183 +-----+-----+-----+
8184 |   1 |   1 |   1 |
8185 +-----+-----+-----+
8187 Example:
8188 """"""""
8190 .. code-block:: text
8192       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8193       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8194       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8196 '``or``' Instruction
8197 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8199 Syntax:
8200 """""""
8204       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8206 Overview:
8207 """""""""
8209 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8210 two operands.
8212 Arguments:
8213 """"""""""
8215 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8216 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8217 arguments must have identical types.
8219 Semantics:
8220 """"""""""
8222 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8224 +-----+-----+-----+
8225 | In0 | In1 | Out |
8226 +-----+-----+-----+
8227 |   0 |   0 |   0 |
8228 +-----+-----+-----+
8229 |   0 |   1 |   1 |
8230 +-----+-----+-----+
8231 |   1 |   0 |   1 |
8232 +-----+-----+-----+
8233 |   1 |   1 |   1 |
8234 +-----+-----+-----+
8236 Example:
8237 """"""""
8241       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8242       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8243       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8245 '``xor``' Instruction
8246 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8248 Syntax:
8249 """""""
8253       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8255 Overview:
8256 """""""""
8258 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8259 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8260 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8262 Arguments:
8263 """"""""""
8265 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8266 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8267 arguments must have identical types.
8269 Semantics:
8270 """"""""""
8272 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8274 +-----+-----+-----+
8275 | In0 | In1 | Out |
8276 +-----+-----+-----+
8277 |   0 |   0 |   0 |
8278 +-----+-----+-----+
8279 |   0 |   1 |   1 |
8280 +-----+-----+-----+
8281 |   1 |   0 |   1 |
8282 +-----+-----+-----+
8283 |   1 |   1 |   0 |
8284 +-----+-----+-----+
8286 Example:
8287 """"""""
8289 .. code-block:: text
8291       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8292       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8293       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8294       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8296 Vector Operations
8297 -----------------
8299 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8300 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8301 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8302 While LLVM does directly support these vector operations, many
8303 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8304 take full advantage of a specific target.
8306 .. _i_extractelement:
8308 '``extractelement``' Instruction
8309 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8311 Syntax:
8312 """""""
8316       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8317       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8319 Overview:
8320 """""""""
8322 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8323 from a vector at a specified index.
8325 Arguments:
8326 """"""""""
8328 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8329 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8330 the position from which to extract the element. The index may be a
8331 variable of any integer type.
8333 Semantics:
8334 """"""""""
8336 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8337 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8338 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8339 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8340 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8341 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8343 Example:
8344 """"""""
8346 .. code-block:: text
8348       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8350 .. _i_insertelement:
8352 '``insertelement``' Instruction
8353 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8355 Syntax:
8356 """""""
8360       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8361       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8363 Overview:
8364 """""""""
8366 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8367 vector at a specified index.
8369 Arguments:
8370 """"""""""
8372 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8373 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8374 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8375 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8376 index may be a variable of any integer type.
8378 Semantics:
8379 """"""""""
8381 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8382 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8383 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8384 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8385 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8386 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8388 Example:
8389 """"""""
8391 .. code-block:: text
8393       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8395 .. _i_shufflevector:
8397 '``shufflevector``' Instruction
8398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8400 Syntax:
8401 """""""
8405       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8406       <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>>
8408 Overview:
8409 """""""""
8411 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8412 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8413 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8415 Arguments:
8416 """"""""""
8418 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8419 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8420 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8421 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8422 same as the element type of the first two operands.
8424 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8425 constant integer or undef values.
8427 Semantics:
8428 """"""""""
8430 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8431 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8432 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8433 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8434 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8435 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8436 of the input vectors, the resulting element is undef.
8438 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8439 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8440 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8442 Example:
8443 """"""""
8445 .. code-block:: text
8447       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8448                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8449       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8450                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8451       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8452                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8453       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8454                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8456 Aggregate Operations
8457 --------------------
8459 LLVM supports several instructions for working with
8460 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8462 .. _i_extractvalue:
8464 '``extractvalue``' Instruction
8465 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8467 Syntax:
8468 """""""
8472       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8474 Overview:
8475 """""""""
8477 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8478 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8480 Arguments:
8481 """"""""""
8483 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8484 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8485 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8486 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8488 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8490 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8491    omitted and assumed to be zero.
8492 -  At least one index must be specified.
8493 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8495 Semantics:
8496 """"""""""
8498 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8499 the index operands.
8501 Example:
8502 """"""""
8504 .. code-block:: text
8506       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8508 .. _i_insertvalue:
8510 '``insertvalue``' Instruction
8511 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8513 Syntax:
8514 """""""
8518       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8520 Overview:
8521 """""""""
8523 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8524 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8526 Arguments:
8527 """"""""""
8529 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8530 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8531 a first-class value to insert. The following operands are constant
8532 indices indicating the position at which to insert the value in a
8533 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8534 to insert must have the same type as the value identified by the
8535 indices.
8537 Semantics:
8538 """"""""""
8540 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8541 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8542 indices is that of ``elt``.
8544 Example:
8545 """"""""
8547 .. code-block:: llvm
8549       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8550       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8551       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8553 .. _memoryops:
8555 Memory Access and Addressing Operations
8556 ---------------------------------------
8558 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8559 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8560 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8561 memory in LLVM.
8563 .. _i_alloca:
8565 '``alloca``' Instruction
8566 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8568 Syntax:
8569 """""""
8573       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8575 Overview:
8576 """""""""
8578 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8579 currently executing function, to be automatically released when this
8580 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8581 address space for allocas indicated in the datalayout.
8583 Arguments:
8584 """"""""""
8586 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8587 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8588 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8589 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8590 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8591 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8592 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8593 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8594 boundary compatible with the type.
8596 '``type``' may be any sized type.
8598 Semantics:
8599 """"""""""
8601 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8602 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8603 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8604 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8605 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8606 to represent automatic variables that must have an address available. When
8607 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8608 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8609 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8610 which way the stack grows) is not specified.
8612 Example:
8613 """"""""
8615 .. code-block:: llvm
8617       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8618       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8619       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8620       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8622 .. _i_load:
8624 '``load``' Instruction
8625 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8627 Syntax:
8628 """""""
8632       <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>]
8633       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8634       !<index> = !{ i32 1 }
8635       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8636       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8638 Overview:
8639 """""""""
8641 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8643 Arguments:
8644 """"""""""
8646 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8647 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8648 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8649 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8650 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8651 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8653 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8654 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8655 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8656 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8657 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8658 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8659 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8660 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8661 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8662 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8664 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8665 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8666 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8667 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8668 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8669 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8670 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8671 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8672 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8673 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8674 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8675 tools, so should not be accessed if the function has the
8676 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8678 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8679 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8680 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8681 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8682 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8683 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8684 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8686 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8687 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8688 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8689 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8690 referenced by the load contains the same value at all points in the
8691 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8692 otherwise, the behavior is undefined.
8694 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8695  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8696  See ``invariant.group`` metadata :ref:`invariant.group <md_invariant.group>`
8698 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8699 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8700 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8701 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8702 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8703 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8704 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8706 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8707 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8708 entry.
8709 See ``dereferenceable`` metadata :ref:`dereferenceable <md_dereferenceable>`
8711 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8712 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8713 ``i64`` entry.
8714 See ``dereferenceable_or_null`` metadata :ref:`dereferenceable_or_null
8715 <md_dereferenceable_or_null>`
8717 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8718 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8719 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8720 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8721 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8722 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8723 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8724 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8726 Semantics:
8727 """"""""""
8729 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8730 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8731 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8732 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8733 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8734 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8735 written using a store of the same type.
8737 Examples:
8738 """""""""
8740 .. code-block:: llvm
8742       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8743       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8744       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8746 .. _i_store:
8748 '``store``' Instruction
8749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8751 Syntax:
8752 """""""
8756       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8757       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8759 Overview:
8760 """""""""
8762 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8764 Arguments:
8765 """"""""""
8767 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8768 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8769 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8770 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8771 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8772 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8773 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8774 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8776 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8777 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8778 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8779 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8780 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8781 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8782 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8783 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8784 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8785 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8787 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8788 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8789 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8790 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8791 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8792 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8793 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8794 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8795 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8796 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8797 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8798 races if another thread can access the same address. Introducing a
8799 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8800 even in situations where a data race is known to not exist if the
8801 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8803 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8804 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8805 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8806 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8807 be reused in the cache. The code generator may select special
8808 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8809 x86.
8811 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8812 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8814 Semantics:
8815 """"""""""
8817 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8818 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8819 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8820 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8821 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8822 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8823 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8824 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8826 Example:
8827 """"""""
8829 .. code-block:: llvm
8831       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8832       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8833       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8835 .. _i_fence:
8837 '``fence``' Instruction
8838 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8840 Syntax:
8841 """""""
8845       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8847 Overview:
8848 """""""""
8850 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8851 between operations.
8853 Arguments:
8854 """"""""""
8856 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8857 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8858 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8860 Semantics:
8861 """"""""""
8863 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8864 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8865 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8866 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8867 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8868 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8869 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8870 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8871 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8872 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8873 *happens-before* edge.
8875 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8876 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8877 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8879 A ``fence`` instruction can also take an optional
8880 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8882 Example:
8883 """"""""
8885 .. code-block:: text
8887       fence acquire                                        ; yields void
8888       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8889       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8891 .. _i_cmpxchg:
8893 '``cmpxchg``' Instruction
8894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8896 Syntax:
8897 """""""
8901       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8903 Overview:
8904 """""""""
8906 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8907 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8908 equal, it tries to store a new value into the memory.
8910 Arguments:
8911 """"""""""
8913 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8914 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8915 address, and a new value to place at that address if the compared values
8916 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8917 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8918 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8919 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8920 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8921 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8922 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8924 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8925 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8926 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8927 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8928 ``release`` or ``acq_rel``.
8930 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8931 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8933 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8934 equal to the size in memory of the operand.
8936 Semantics:
8937 """"""""""
8939 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8940 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8941 written to the location. The original value at the location is returned,
8942 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8944 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8945 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8946 matched.
8948 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8949 if the value loaded equals ``cmp``.
8951 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8952 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8953 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8955 Example:
8956 """"""""
8958 .. code-block:: llvm
8960     entry:
8961       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8962       br label %loop
8964     loop:
8965       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8966       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8967       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8968       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8969       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8970       br i1 %success, label %done, label %loop
8972     done:
8973       ...
8975 .. _i_atomicrmw:
8977 '``atomicrmw``' Instruction
8978 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8980 Syntax:
8981 """""""
8985       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8987 Overview:
8988 """""""""
8990 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
8992 Arguments:
8993 """"""""""
8995 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
8996 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
8997 operation. The operation must be one of the following keywords:
8999 -  xchg
9000 -  add
9001 -  sub
9002 -  and
9003 -  nand
9004 -  or
9005 -  xor
9006 -  max
9007 -  min
9008 -  umax
9009 -  umin
9010 -  fadd
9011 -  fsub
9013 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
9014 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
9015 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
9016 may also be a floating point type with the same size constraints as
9017 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
9018 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
9019 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
9020 allowed to modify the number or order of execution of this
9021 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
9023 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
9024 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
9026 Semantics:
9027 """"""""""
9029 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
9030 operand are atomically read, modified, and written back. The original
9031 value at the location is returned. The modification is specified by the
9032 operation argument:
9034 -  xchg: ``*ptr = val``
9035 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
9036 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
9037 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
9038 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
9039 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
9040 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
9041 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9042 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9043 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9044    comparison)
9045 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9046    comparison)
9047 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
9048 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
9050 Example:
9051 """"""""
9053 .. code-block:: llvm
9055       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
9057 .. _i_getelementptr:
9059 '``getelementptr``' Instruction
9060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9062 Syntax:
9063 """""""
9067       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9068       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9069       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
9071 Overview:
9072 """""""""
9074 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
9075 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
9076 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
9077 be used to calculate a vector of such addresses.
9079 Arguments:
9080 """"""""""
9082 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
9083 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
9084 base address to start from. The remaining arguments are indices
9085 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
9086 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
9087 into. The first index always indexes the pointer value given as the
9088 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
9089 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
9090 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
9091 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
9092 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
9093 would require loading the pointer before continuing calculation.
9095 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
9096 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
9097 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
9098 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
9099 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
9100 required to be constant. These integers are treated as signed values
9101 where relevant.
9103 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
9104 to LLVM:
9106 .. code-block:: c
9108     struct RT {
9109       char A;
9110       int B[10][20];
9111       char C;
9112     };
9113     struct ST {
9114       int X;
9115       double Y;
9116       struct RT Z;
9117     };
9119     int *foo(struct ST *s) {
9120       return &s[1].Z.B[5][13];
9121     }
9123 The LLVM code generated by Clang is:
9125 .. code-block:: llvm
9127     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
9128     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
9130     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
9131     entry:
9132       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
9133       ret i32* %arrayidx
9134     }
9136 Semantics:
9137 """"""""""
9139 In the example above, the first index is indexing into the
9140 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
9141 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
9142 indexes into the third element of the structure, yielding a
9143 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
9144 structure. The third index indexes into the second element of the
9145 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
9146 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
9147 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
9148 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
9150 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
9151 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
9152 for the given testcase is equivalent to:
9154 .. code-block:: llvm
9156     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9157       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9158       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9159       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9160       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9161       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9162       ret i32* %t5
9163     }
9165 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9166 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9167 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9168 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9169 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9170 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9171 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9172 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9173 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9174 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9175 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9176 of the computations element-wise.
9178 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9179 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9180 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9181 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9182 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9183 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9184 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9185 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9186 information.
9188 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9189 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9190 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9191 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9192 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9193 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9194 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9195 in the case where both operands are in the range of the element selected
9196 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9197 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9198 in constant ``getelementptr`` expressions.
9200 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9201 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9203 Example:
9204 """"""""
9206 .. code-block:: llvm
9208         ; yields [12 x i8]*:aptr
9209         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9210         ; yields i8*:vptr
9211         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9212         ; yields i8*:eptr
9213         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9214         ; yields i32*:iptr
9215         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9217 Vector of pointers:
9218 """""""""""""""""""
9220 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9221 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9222 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9223 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9225 .. code-block:: llvm
9227      ; All arguments are vectors:
9228      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9229      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9231      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9232      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9233      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9235      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9236      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9237      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9239      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9241 The two following instructions are equivalent:
9243 .. code-block:: llvm
9245      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9246        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9247        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9248        <4 x i32> %ind4,
9249        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9251      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9252        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9254 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9255 makes sense:
9257 .. code-block:: c
9259     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9260     double *A, *B; int *C;
9261     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9262       A[i] = B[C[i]];
9263     }
9265 .. code-block:: llvm
9267     ; get pointers for 8 elements from array B
9268     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9269     ; load 8 elements from array B into A
9270     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9271          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9273 Conversion Operations
9274 ---------------------
9276 The instructions in this category are the conversion instructions
9277 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9278 various bit conversions on the operand.
9280 .. _i_trunc:
9282 '``trunc .. to``' Instruction
9283 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9285 Syntax:
9286 """""""
9290       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9292 Overview:
9293 """""""""
9295 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9297 Arguments:
9298 """"""""""
9300 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9301 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9302 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9303 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9304 types are not allowed.
9306 Semantics:
9307 """"""""""
9309 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9310 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9311 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9312 It will always truncate bits.
9314 Example:
9315 """"""""
9317 .. code-block:: llvm
9319       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9320       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9321       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9322       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9324 .. _i_zext:
9326 '``zext .. to``' Instruction
9327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9329 Syntax:
9330 """""""
9334       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9336 Overview:
9337 """""""""
9339 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9341 Arguments:
9342 """"""""""
9344 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9345 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9346 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9347 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9349 Semantics:
9350 """"""""""
9352 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9353 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9355 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9357 Example:
9358 """"""""
9360 .. code-block:: llvm
9362       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9363       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9364       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9366 .. _i_sext:
9368 '``sext .. to``' Instruction
9369 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9371 Syntax:
9372 """""""
9376       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9378 Overview:
9379 """""""""
9381 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9383 Arguments:
9384 """"""""""
9386 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9387 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9388 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9389 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9391 Semantics:
9392 """"""""""
9394 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9395 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9396 of the type ``ty2``.
9398 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9400 Example:
9401 """"""""
9403 .. code-block:: llvm
9405       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9406       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9407       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9409 '``fptrunc .. to``' Instruction
9410 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9412 Syntax:
9413 """""""
9417       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9419 Overview:
9420 """""""""
9422 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9424 Arguments:
9425 """"""""""
9427 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9428 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9429 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9430 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9432 Semantics:
9433 """"""""""
9435 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9436 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9437 <t_floating>` type.
9438 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9439 environment <floatenv>`.
9441 Example:
9442 """"""""
9444 .. code-block:: llvm
9446       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9447       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9449 '``fpext .. to``' Instruction
9450 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9452 Syntax:
9453 """""""
9457       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9459 Overview:
9460 """""""""
9462 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9463 value.
9465 Arguments:
9466 """"""""""
9468 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9469 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9470 to. The source type must be smaller than the destination type.
9472 Semantics:
9473 """"""""""
9475 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9476 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9477 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9478 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9479 *no-op cast* for a floating-point cast.
9481 Example:
9482 """"""""
9484 .. code-block:: llvm
9486       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9487       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9489 '``fptoui .. to``' Instruction
9490 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9492 Syntax:
9493 """""""
9497       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9499 Overview:
9500 """""""""
9502 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9503 integer equivalent of type ``ty2``.
9505 Arguments:
9506 """"""""""
9508 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9509 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9510 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9511 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9512 type with the same number of elements as ``ty``
9514 Semantics:
9515 """"""""""
9517 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9518 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9519 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9520 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9522 Example:
9523 """"""""
9525 .. code-block:: llvm
9527       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9528       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9529       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9531 '``fptosi .. to``' Instruction
9532 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9534 Syntax:
9535 """""""
9539       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9541 Overview:
9542 """""""""
9544 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9545 ``value`` to type ``ty2``.
9547 Arguments:
9548 """"""""""
9550 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9551 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9552 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9553 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9554 type with the same number of elements as ``ty``
9556 Semantics:
9557 """"""""""
9559 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9560 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9561 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9562 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9564 Example:
9565 """"""""
9567 .. code-block:: llvm
9569       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9570       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9571       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9573 '``uitofp .. to``' Instruction
9574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9576 Syntax:
9577 """""""
9581       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9583 Overview:
9584 """""""""
9586 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9587 and converts that value to the ``ty2`` type.
9589 Arguments:
9590 """"""""""
9592 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9593 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9594 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9595 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9596 type with the same number of elements as ``ty``
9598 Semantics:
9599 """"""""""
9601 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9602 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9603 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9604 the default rounding mode.
9607 Example:
9608 """"""""
9610 .. code-block:: llvm
9612       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9613       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9615 '``sitofp .. to``' Instruction
9616 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9618 Syntax:
9619 """""""
9623       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9625 Overview:
9626 """""""""
9628 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9629 converts that value to the ``ty2`` type.
9631 Arguments:
9632 """"""""""
9634 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9635 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9636 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9637 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9638 type with the same number of elements as ``ty``
9640 Semantics:
9641 """"""""""
9643 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9644 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9645 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9646 mode.
9648 Example:
9649 """"""""
9651 .. code-block:: llvm
9653       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9654       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9656 .. _i_ptrtoint:
9658 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9661 Syntax:
9662 """""""
9666       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9668 Overview:
9669 """""""""
9671 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9672 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9674 Arguments:
9675 """"""""""
9677 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9678 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9679 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9680 a vector of integers type.
9682 Semantics:
9683 """"""""""
9685 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9686 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9687 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9688 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9689 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9690 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9691 change.
9693 Example:
9694 """"""""
9696 .. code-block:: llvm
9698       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9699       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9700       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9702 .. _i_inttoptr:
9704 '``inttoptr .. to``' Instruction
9705 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9707 Syntax:
9708 """""""
9712       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>[, !dereferenceable !<deref_bytes_node>][, !dereferenceable_or_null !<deref_bytes_node]             ; yields ty2
9714 Overview:
9715 """""""""
9717 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9718 pointer type, ``ty2``.
9720 Arguments:
9721 """"""""""
9723 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9724 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9725 type.
9727 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
9728 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
9729 entry.
9730 See ``dereferenceable`` metadata.
9732 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
9733 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
9734 ``i64`` entry.
9735 See ``dereferenceable_or_null`` metadata.
9737 Semantics:
9738 """"""""""
9740 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9741 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9742 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9743 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9744 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9745 nothing is done (*no-op cast*).
9747 Example:
9748 """"""""
9750 .. code-block:: llvm
9752       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9753       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9754       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9755       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9757 .. _i_bitcast:
9759 '``bitcast .. to``' Instruction
9760 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9762 Syntax:
9763 """""""
9767       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9769 Overview:
9770 """""""""
9772 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9773 changing any bits.
9775 Arguments:
9776 """"""""""
9778 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9779 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9780 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9781 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9782 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9783 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9784 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9785 long as they have the same size).
9787 Semantics:
9788 """"""""""
9790 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9791 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9792 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9793 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9794 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9795 pointers) types with the same address space through this instruction.
9796 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9797 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9799 Example:
9800 """"""""
9802 .. code-block:: text
9804       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9805       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9806       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9807       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9809 .. _i_addrspacecast:
9811 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9812 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9814 Syntax:
9815 """""""
9819       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9821 Overview:
9822 """""""""
9824 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9825 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9827 Arguments:
9828 """"""""""
9830 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9831 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9832 address space.
9834 Semantics:
9835 """"""""""
9837 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9838 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9839 value modification, depending on the target and the address space
9840 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9841 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9842 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9843 location.
9845 Example:
9846 """"""""
9848 .. code-block:: llvm
9850       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9851       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9852       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9854 .. _otherops:
9856 Other Operations
9857 ----------------
9859 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9860 which defy better classification.
9862 .. _i_icmp:
9864 '``icmp``' Instruction
9865 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9867 Syntax:
9868 """""""
9872       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9874 Overview:
9875 """""""""
9877 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9878 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9879 pointer, or pointer vector operands.
9881 Arguments:
9882 """"""""""
9884 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9885 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9886 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9888 #. ``eq``: equal
9889 #. ``ne``: not equal
9890 #. ``ugt``: unsigned greater than
9891 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9892 #. ``ult``: unsigned less than
9893 #. ``ule``: unsigned less or equal
9894 #. ``sgt``: signed greater than
9895 #. ``sge``: signed greater or equal
9896 #. ``slt``: signed less than
9897 #. ``sle``: signed less or equal
9899 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9900 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9901 must also be identical types.
9903 Semantics:
9904 """"""""""
9906 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9907 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9908 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9910 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9911    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9912 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9913    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9914 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9915    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9916 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9917    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9918 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9919    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9920 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9921    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9922 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9923    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9924 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9925    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9926 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9927    if ``op1`` is less than ``op2``.
9928 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9929    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9931 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9932 are compared as if they were integers.
9934 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9935 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9936 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9938 Example:
9939 """"""""
9941 .. code-block:: text
9943       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9944       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9945       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9946       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9947       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9948       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9950 .. _i_fcmp:
9952 '``fcmp``' Instruction
9953 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9955 Syntax:
9956 """""""
9960       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9962 Overview:
9963 """""""""
9965 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9966 values based on comparison of its operands.
9968 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9969 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9971 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9972 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9973 compared.
9975 Arguments:
9976 """"""""""
9978 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9979 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9980 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9982 #. ``false``: no comparison, always returns false
9983 #. ``oeq``: ordered and equal
9984 #. ``ogt``: ordered and greater than
9985 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9986 #. ``olt``: ordered and less than
9987 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9988 #. ``one``: ordered and not equal
9989 #. ``ord``: ordered (no nans)
9990 #. ``ueq``: unordered or equal
9991 #. ``ugt``: unordered or greater than
9992 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
9993 #. ``ult``: unordered or less than
9994 #. ``ule``: unordered or less than or equal
9995 #. ``une``: unordered or not equal
9996 #. ``uno``: unordered (either nans)
9997 #. ``true``: no comparison, always returns true
9999 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
10000 that either operand may be a QNAN.
10002 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
10003 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
10004 They must have identical types.
10006 Semantics:
10007 """"""""""
10009 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
10010 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
10011 vectors are compared element by element. Each comparison performed
10012 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
10014 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
10015 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10016    is equal to ``op2``.
10017 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10018    is greater than ``op2``.
10019 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10020    is greater than or equal to ``op2``.
10021 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10022    is less than ``op2``.
10023 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10024    is less than or equal to ``op2``.
10025 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10026    is not equal to ``op2``.
10027 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
10028 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10029    equal to ``op2``.
10030 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10031    greater than ``op2``.
10032 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10033    greater than or equal to ``op2``.
10034 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10035    less than ``op2``.
10036 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10037    less than or equal to ``op2``.
10038 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10039    not equal to ``op2``.
10040 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
10041 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
10043 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
10044 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10045 otherwise unsafe floating-point optimizations.
10047 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
10048 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
10049 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
10050 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
10052 Example:
10053 """"""""
10055 .. code-block:: text
10057       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
10058       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10059       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10060       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
10062 .. _i_phi:
10064 '``phi``' Instruction
10065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10067 Syntax:
10068 """""""
10072       <result> = phi [fast-math-flags] <ty> [ <val0>, <label0>], ...
10074 Overview:
10075 """""""""
10077 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
10078 graph representing the function.
10080 Arguments:
10081 """"""""""
10083 The type of the incoming values is specified with the first type field.
10084 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
10085 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
10086 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
10087 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
10088 label arguments.
10090 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
10091 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
10092 block.
10094 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
10095 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
10096 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
10097 instruction's return value on the same edge).
10099 The optional ``fast-math-flags`` marker indicates that the phi has one
10100 or more :ref:`fast-math-flags <fastmath>`. These are optimization hints
10101 to enable otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math-flags
10102 are only valid for phis that return a floating-point scalar or vector
10103 type.
10105 Semantics:
10106 """"""""""
10108 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
10109 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
10110 executed just prior to the current block.
10112 Example:
10113 """"""""
10115 .. code-block:: llvm
10117     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
10118       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
10119       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
10120       br label %Loop
10122 .. _i_select:
10124 '``select``' Instruction
10125 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10127 Syntax:
10128 """""""
10132       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
10134       selty is either i1 or {<N x i1>}
10136 Overview:
10137 """""""""
10139 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
10140 condition, without IR-level branching.
10142 Arguments:
10143 """"""""""
10145 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
10146 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
10147 class <t_firstclass>` type.
10149 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
10150    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
10151    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10152    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
10154 Semantics:
10155 """"""""""
10157 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
10158 the first value argument; otherwise, it returns the second value
10159 argument.
10161 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
10162 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
10164 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
10165 same size, then an entire vector is selected.
10167 Example:
10168 """"""""
10170 .. code-block:: llvm
10172       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10174 .. _i_call:
10176 '``call``' Instruction
10177 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10179 Syntax:
10180 """""""
10184       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10185                  <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10187 Overview:
10188 """""""""
10190 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10192 Arguments:
10193 """"""""""
10195 This instruction requires several arguments:
10197 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10198    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10199    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10200    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10201    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10203    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10204       recursive cycle in the call graph.
10205    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10206       forwarded in place.
10207    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10208       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10209       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10210       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10211       if a void return type is in use.
10213    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10214    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10215    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10216    additional  rules:
10218    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10219      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10220    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10221      produced by the call or void.
10222    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10223      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10224      in address space.
10225    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10226    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10227      returned, and inalloca, must match.
10228    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10229      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10230      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10232    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10233    the following conditions are met:
10235    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
10236    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10237       uses value of call or is void).
10238    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
10239       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
10240    -  `Platform-specific constraints are
10241       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10243 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10244    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10245    call optimization from being performed on the call.
10247 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10248    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10249    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10250    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10252 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10253    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10254    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10255    calling convention of the call must match the calling convention of
10256    the target function, or else the behavior is undefined.
10257 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10258    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10259    are valid here.
10260 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10261    of the called function. If it is not specified, the program address space
10262    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10263 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10264    type of the return value. Functions that return no value are marked
10265    ``void``.
10266 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10267    argument types must match the types implied by this signature. This
10268    type can be omitted if the function is not varargs.
10269 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10270    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10271    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10272    to function value.
10273 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10274    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10275    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10276    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10277    extra arguments can be specified.
10278 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10279 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10281 Semantics:
10282 """"""""""
10284 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10285 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10286 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10287 flow continues with the instruction after the function call, and the
10288 return value of the function is bound to the result argument.
10290 Example:
10291 """"""""
10293 .. code-block:: llvm
10295       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10296       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10297       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10298       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10299       call void %foo(i8 97 signext)
10301       %struct.A = type { i32, i8 }
10302       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10303       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10304       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10305       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10306       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10308 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10309 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10310 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10311 This is something we'd like to change in the future to provide better
10312 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10314 .. _i_va_arg:
10316 '``va_arg``' Instruction
10317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10319 Syntax:
10320 """""""
10324       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10326 Overview:
10327 """""""""
10329 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10330 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10331 the ``va_arg`` macro in C.
10333 Arguments:
10334 """"""""""
10336 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10337 argument. It returns a value of the specified argument type and
10338 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10339 type of ``va_list`` is target specific.
10341 Semantics:
10342 """"""""""
10344 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10345 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10346 the next argument. For more information, see the variable argument
10347 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10349 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10350 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10351 function.
10353 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10354 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10356 Example:
10357 """"""""
10359 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10361 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10362 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10363 types on any target.
10365 .. _i_landingpad:
10367 '``landingpad``' Instruction
10368 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10370 Syntax:
10371 """""""
10375       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10376       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10378       <clause> := catch <type> <value>
10379       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10381 Overview:
10382 """""""""
10384 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10385 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10386 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10387 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10388 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10389 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10391 Arguments:
10392 """"""""""
10394 The optional
10395 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10397 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10398 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10399 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10400 clause takes an array constant as its argument. Use
10401 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10402 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10403 the ``cleanup`` flag.
10405 Semantics:
10406 """"""""""
10408 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10409 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10410 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10411 calling conventions, how the personality function results are
10412 represented in LLVM IR is target specific.
10414 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10415 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10416 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10417 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10418 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10419 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10420 unwinding continues further up the call stack.
10422 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10424 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10425    of an '``invoke``' instruction.
10426 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10427    first non-PHI instruction.
10428 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10429    pad block.
10430 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10431    '``landingpad``' instruction.
10433 Example:
10434 """"""""
10436 .. code-block:: llvm
10438       ;; A landing pad which can catch an integer.
10439       %res = landingpad { i8*, i32 }
10440                catch i8** @_ZTIi
10441       ;; A landing pad that is a cleanup.
10442       %res = landingpad { i8*, i32 }
10443                cleanup
10444       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10445       %res = landingpad { i8*, i32 }
10446                catch i8** @_ZTIi
10447                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10449 .. _i_catchpad:
10451 '``catchpad``' Instruction
10452 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10454 Syntax:
10455 """""""
10459       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10461 Overview:
10462 """""""""
10464 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10465 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10466 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10467 control to catch an exception.
10469 Arguments:
10470 """"""""""
10472 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10473 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10474 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10475 terminates in a ``catchswitch``.
10477 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10478 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10479 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10480 the exception.
10482 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10483 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10484 pads.
10486 Semantics:
10487 """"""""""
10489 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10490 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10491 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10492 entirely target and personality function-specific.
10494 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10495 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10497 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10498 instructions is described in the
10499 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10501 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10502 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10503 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10504 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10506 Example:
10507 """"""""
10509 .. code-block:: text
10511     dispatch:
10512       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10513       ;; A catch block which can catch an integer.
10514     handler0:
10515       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10517 .. _i_cleanuppad:
10519 '``cleanuppad``' Instruction
10520 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10522 Syntax:
10523 """""""
10527       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10529 Overview:
10530 """""""""
10532 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10533 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10534 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10535 transfer control to run cleanup actions.
10536 The ``args`` correspond to whatever additional
10537 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10538 execute the cleanup.
10539 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10540 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10541 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10542 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10543 this operand may be the token ``none``.
10545 Arguments:
10546 """"""""""
10548 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10549 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10551 Semantics:
10552 """"""""""
10554 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10555 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10556 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10557 As with calling conventions, how the personality function results are
10558 represented in LLVM IR is target specific.
10560 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10562 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10563    an exceptional instruction.
10564 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10565    first non-PHI instruction.
10566 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10567    cleanup block.
10568 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10569    '``cleanuppad``' instruction.
10571 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10572 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10573 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10574 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10576 Example:
10577 """"""""
10579 .. code-block:: text
10581       %tok = cleanuppad within %cs []
10583 .. _intrinsics:
10585 Intrinsic Functions
10586 ===================
10588 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10589 have well known names and semantics and are required to follow certain
10590 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10591 for the LLVM language that does not require changing all of the
10592 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10593 reader/writer, the parser, etc...).
10595 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10596 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10597 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10598 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10599 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10600 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10601 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10602 are added that they be documented here.
10604 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10605 represents a family of functions that perform the same operation but on
10606 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10607 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10608 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10609 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10610 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10611 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10612 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10613 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10614 argument or the result.
10616 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10617 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10618 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10619 whose type is matched against another type do not. For example, the
10620 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10621 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10622 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10623 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10624 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10625 type is matched against the return type, it does not require its own
10626 name suffix.
10628 For target developers who are defining intrinsics for back-end code
10629 generation, any intrinsic overloads based solely the distinction between
10630 integer or floating point types should not be relied upon for correct
10631 code generation. In such cases, the recommended approach for target
10632 maintainers when defining intrinsics is to create separate integer and
10633 FP intrinsics rather than rely on overloading. For example, if different
10634 codegen is required for ``llvm.target.foo(<4 x i32>)`` and
10635 ``llvm.target.foo(<4 x float>)`` then these should be split into
10636 different intrinsics.
10638 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10639 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10641 .. _int_varargs:
10643 Variable Argument Handling Intrinsics
10644 -------------------------------------
10646 Variable argument support is defined in LLVM with the
10647 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10648 functions. These functions are related to the similarly named macros
10649 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10651 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10652 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10653 does not define what this type is, so all transformations should be
10654 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10656 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10657 variable argument handling intrinsic functions are used.
10659 .. code-block:: llvm
10661     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10662     ; it is merely an i8*.
10663     %struct.va_list = type { i8* }
10665     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10666     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10668     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10669       ; Initialize variable argument processing
10670       %ap = alloca %struct.va_list
10671       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10672       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10674       ; Read a single integer argument
10675       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10677       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10678       %aq = alloca i8*
10679       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10680       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10681       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10683       ; Stop processing of arguments.
10684       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10685       ret i32 %tmp
10686     }
10688     declare void @llvm.va_start(i8*)
10689     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10690     declare void @llvm.va_end(i8*)
10692 .. _int_va_start:
10694 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10695 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10697 Syntax:
10698 """""""
10702       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10704 Overview:
10705 """""""""
10707 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10708 subsequent use by ``va_arg``.
10710 Arguments:
10711 """"""""""
10713 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10715 Semantics:
10716 """"""""""
10718 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10719 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10720 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10721 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10722 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10723 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10724 that out.
10726 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10727 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10729 Syntax:
10730 """""""
10734       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10736 Overview:
10737 """""""""
10739 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10740 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10742 Arguments:
10743 """"""""""
10745 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10747 Semantics:
10748 """"""""""
10750 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10751 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10752 element to which the argument points. Calls to
10753 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10754 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10755 ``llvm.va_end``.
10757 .. _int_va_copy:
10759 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10760 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10762 Syntax:
10763 """""""
10767       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10769 Overview:
10770 """""""""
10772 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10773 from the source argument list to the destination argument list.
10775 Arguments:
10776 """"""""""
10778 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10779 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10781 Semantics:
10782 """"""""""
10784 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10785 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10786 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10787 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10788 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10790 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10791 --------------------------------------
10793 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10794 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10795 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10796 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10798 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10799 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10800 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10801 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10802 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10803 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10805 Experimental Statepoint Intrinsics
10806 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10808 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10809 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10810 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10811 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10812 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10813 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10814 described in :doc:`Statepoints`.
10816 .. _int_gcroot:
10818 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10819 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10821 Syntax:
10822 """""""
10826       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10828 Overview:
10829 """""""""
10831 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10832 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10834 Arguments:
10835 """"""""""
10837 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10838 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10839 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10840 root.
10842 Semantics:
10843 """"""""""
10845 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10846 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10847 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10848 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10849 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10851 .. _int_gcread:
10853 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10854 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10856 Syntax:
10857 """""""
10861       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10863 Overview:
10864 """""""""
10866 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10867 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10868 barriers.
10870 Arguments:
10871 """"""""""
10873 The second argument is the address to read from, which should be an
10874 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10875 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10876 runtime (otherwise null).
10878 Semantics:
10879 """"""""""
10881 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10882 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10883 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10884 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10885 algorithm <gc>`.
10887 .. _int_gcwrite:
10889 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10890 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10892 Syntax:
10893 """""""
10897       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10899 Overview:
10900 """""""""
10902 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10903 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10904 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10906 Arguments:
10907 """"""""""
10909 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10910 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10911 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10912 object, Obj may be null.
10914 Semantics:
10915 """"""""""
10917 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10918 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10919 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10920 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10921 algorithm <gc>`.
10923 Code Generator Intrinsics
10924 -------------------------
10926 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10927 may only be implemented with code generator support.
10929 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10930 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10932 Syntax:
10933 """""""
10937       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10939 Overview:
10940 """""""""
10942 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10943 target-specific value indicating the return address of the current
10944 function or one of its callers.
10946 Arguments:
10947 """"""""""
10949 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10950 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10951 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10952 value.
10954 Semantics:
10955 """"""""""
10957 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10958 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10959 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10960 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10961 used for debugging purposes.
10963 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10964 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10965 of the obvious source-language caller.
10967 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10970 Syntax:
10971 """""""
10975       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10977 Overview:
10978 """""""""
10980 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10981 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10982 current function is stored.
10984 Semantics:
10985 """"""""""
10987 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10988 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10989 of the obvious source-language caller.
10991 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
10993 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
10994 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10996 Syntax:
10997 """""""
11001       declare i8* @llvm.sponentry()
11003 Overview:
11004 """""""""
11006 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
11007 the entry of the current function calling this intrinsic.
11009 Semantics:
11010 """"""""""
11012 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
11014 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
11015 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11017 Syntax:
11018 """""""
11022       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
11024 Overview:
11025 """""""""
11027 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
11028 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
11030 Arguments:
11031 """"""""""
11033 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
11034 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
11035 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
11036 value.
11038 Semantics:
11039 """"""""""
11041 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
11042 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
11043 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
11044 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
11045 used for debugging purposes.
11047 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
11048 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
11049 of the obvious source-language caller.
11051 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
11052 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11054 Syntax:
11055 """""""
11059       declare void @llvm.localescape(...)
11060       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
11062 Overview:
11063 """""""""
11065 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
11066 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
11067 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
11068 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
11070 Arguments:
11071 """"""""""
11073 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
11074 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
11075 once, and it can only do so from the entry block.
11077 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
11078 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
11079 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
11080 other modules.
11082 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
11083 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
11084 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
11085 pointer in platform-specific ways.
11087 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
11088 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
11090 Semantics:
11091 """"""""""
11093 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
11094 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
11095 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
11096 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
11097 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
11098 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
11099 '``llvm.localrecover``'.
11101 .. _int_read_register:
11102 .. _int_write_register:
11104 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
11105 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11107 Syntax:
11108 """""""
11112       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
11113       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
11114       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
11115       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
11116       !0 = !{!"sp\00"}
11118 Overview:
11119 """""""""
11121 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
11122 provides access to the named register. The register must be valid on
11123 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
11124 with the register being read.
11126 Semantics:
11127 """"""""""
11129 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
11130 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
11131 the current value of the register, where possible.
11133 This is useful to implement named register global variables that need
11134 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
11135 bare-metal programs including OS kernels.
11137 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
11138 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
11139 allocatable registers are not supported.
11141 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
11142 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
11143 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
11144 registers.
11146 .. _int_stacksave:
11148 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
11149 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11151 Syntax:
11152 """""""
11156       declare i8* @llvm.stacksave()
11158 Overview:
11159 """""""""
11161 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
11162 of the function stack, for use with
11163 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
11164 implementing language features like scoped automatic variable sized
11165 arrays in C99.
11167 Semantics:
11168 """"""""""
11170 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
11171 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
11172 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
11173 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
11174 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
11175 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
11176 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
11178 .. _int_stackrestore:
11180 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11181 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11183 Syntax:
11184 """""""
11188       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11190 Overview:
11191 """""""""
11193 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11194 the function stack to the state it was in when the corresponding
11195 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11196 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11197 sized arrays in C99.
11199 Semantics:
11200 """"""""""
11202 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11204 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11206 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11207 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11209 Syntax:
11210 """""""
11214       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11215       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11217 Overview:
11218 """""""""
11220       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11221       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11222       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11223       intendend for use in combination with
11224       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11225       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11226       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11228 Semantics:
11229 """"""""""
11231       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11232       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11233       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11234       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11235       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11236       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11237       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11239       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11240       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11241       compile-time-known constant value.
11243       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11244       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11246 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11247 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11249 Syntax:
11250 """""""
11254       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11256 Overview:
11257 """""""""
11259 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11260 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11261 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11262 its performance characteristics.
11264 Arguments:
11265 """"""""""
11267 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11268 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11269 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11270 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11271 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11272 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11273 arguments must be constant integers.
11275 Semantics:
11276 """"""""""
11278 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11279 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11280 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11281 the processor cache for better performance.
11283 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11284 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11286 Syntax:
11287 """""""
11291       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11293 Overview:
11294 """""""""
11296 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11297 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11298 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11299 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11300 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11301 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11302 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11303 allow correlations of simulation runs.
11305 Arguments:
11306 """"""""""
11308 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11310 Semantics:
11311 """"""""""
11313 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11314 that do not support this intrinsic may ignore it.
11316 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11319 Syntax:
11320 """""""
11324       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11326 Overview:
11327 """""""""
11329 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11330 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11331 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11332 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11333 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11334 timings.
11336 Semantics:
11337 """"""""""
11339 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11340 memory. Implementations are allowed to either return a application
11341 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11342 is lowered to a constant 0.
11344 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11345 running at and the host platform.
11347 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11350 Syntax:
11351 """""""
11355       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11357 Overview:
11358 """""""""
11360 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11361 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11362 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11363 flushes the instruction cache.
11365 Semantics:
11366 """"""""""
11368 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11369 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11370 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11371 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11372 privileges.
11374 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11375 time library.
11377 This intrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11378 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11380 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11383 Syntax:
11384 """""""
11388       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11389                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11391 Overview:
11392 """""""""
11394 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11395 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11396 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11397 program at runtime.
11399 Arguments:
11400 """"""""""
11402 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11403 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11404 (mangled) function name for a set of counters.
11406 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11407 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11408 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11409 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11410 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11412 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11413 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11415 Semantics:
11416 """"""""""
11418 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11419 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11420 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11421 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11422 the ``llvm-profdata`` tool.
11424 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11425 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11427 Syntax:
11428 """""""
11432       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11433                                                   i32 <num-counters>,
11434                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11436 Overview:
11437 """""""""
11439 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11440 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11441 argument to specify the step of the increment.
11443 Arguments:
11444 """"""""""
11445 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11446 intrinsic.
11448 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11450 Semantics:
11451 """"""""""
11452 See description of '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic.
11455 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11456 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11458 Syntax:
11459 """""""
11463       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11464                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11465                                                  i32 <index>)
11467 Overview:
11468 """""""""
11470 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11471 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11472 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11473 instrumented expressions take in a program at runtime.
11475 Arguments:
11476 """"""""""
11478 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11479 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11480 (mangled) function name for a set of counters.
11482 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11483 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11484 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11485 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11487 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11488 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11489 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11490 supported value profiling kinds are enumerated through the
11491 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11492 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11493 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11495 Semantics:
11496 """"""""""
11498 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11499 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11500 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11501 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11502 runtime library with proper arguments.
11504 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11505 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11507 Syntax:
11508 """""""
11512       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11514 Overview:
11515 """""""""
11517 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11518 pointer.
11520 Semantics:
11521 """"""""""
11523 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11524 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11525 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11526 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11527 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11528 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11529 this intrinsic.
11531 Standard C Library Intrinsics
11532 -----------------------------
11534 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11535 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11536 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11537 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11539 .. _int_memcpy:
11541 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11542 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11544 Syntax:
11545 """""""
11547 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11548 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11549 support all bit widths however.
11553       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11554                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11555       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11556                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11558 Overview:
11559 """""""""
11561 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11562 source location to the destination location.
11564 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11565 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11566 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11568 Arguments:
11569 """"""""""
11571 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11572 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11573 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11574 boolean indicating a volatile access.
11576 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11577 for the first and second arguments.
11579 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11580 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11581 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11583 Semantics:
11584 """"""""""
11586 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11587 source location to the destination location, which are not allowed to
11588 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11589 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11590 the argument.
11592 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11593 be appropriately aligned.
11595 .. _int_memmove:
11597 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11598 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11600 Syntax:
11601 """""""
11603 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11604 bit width and for different address space. Not all targets support all
11605 bit widths however.
11609       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11610                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11611       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11612                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11614 Overview:
11615 """""""""
11617 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11618 source location to the destination location. It is similar to the
11619 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11620 overlap.
11622 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11623 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11624 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11626 Arguments:
11627 """"""""""
11629 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11630 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11631 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11632 boolean indicating a volatile access.
11634 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11635 for the first and second arguments.
11637 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11638 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11639 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11641 Semantics:
11642 """"""""""
11644 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11645 source location to the destination location, which may overlap. It
11646 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11647 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11648 the argument.
11650 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11651 be appropriately aligned.
11653 .. _int_memset:
11655 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11656 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11658 Syntax:
11659 """""""
11661 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11662 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11663 support all bit widths.
11667       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11668                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11669       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11670                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11672 Overview:
11673 """""""""
11675 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11676 particular byte value.
11678 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11679 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11680 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11682 Arguments:
11683 """"""""""
11685 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11686 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11687 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11688 is a boolean indicating a volatile access.
11690 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11691 for the first arguments.
11693 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11694 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11695 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11697 Semantics:
11698 """"""""""
11700 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11701 at the destination location. If the argument is known to be
11702 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11703 the argument.
11705 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11706 be appropriately aligned.
11708 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11711 Syntax:
11712 """""""
11714 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11715 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11716 all types however.
11720       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11721       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11722       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11723       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11724       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11726 Overview:
11727 """""""""
11729 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11731 Arguments:
11732 """"""""""
11734 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11736 Semantics:
11737 """"""""""
11739 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11740 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11741 matches a conforming libm implementation.
11743 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11744 using a less accurate calculation.
11746 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11747 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11749 Syntax:
11750 """""""
11752 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11753 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11754 all types however.
11758       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11759       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11760       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11761       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11762       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11764 Overview:
11765 """""""""
11767 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11768 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11769 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11770 used, the second argument remains a scalar integer value.
11772 Arguments:
11773 """"""""""
11775 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11776 raise to that power.
11778 Semantics:
11779 """"""""""
11781 This function returns the first value raised to the second power with an
11782 unspecified sequence of rounding operations.
11784 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11785 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11787 Syntax:
11788 """""""
11790 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11791 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11792 all types however.
11796       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11797       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11798       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11799       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11800       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11802 Overview:
11803 """""""""
11805 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11807 Arguments:
11808 """"""""""
11810 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11812 Semantics:
11813 """"""""""
11815 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11816 trapping or setting ``errno``.
11818 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11819 using a less accurate calculation.
11821 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11822 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11824 Syntax:
11825 """""""
11827 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11828 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11829 all types however.
11833       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11834       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11835       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11836       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11837       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11839 Overview:
11840 """""""""
11842 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11844 Arguments:
11845 """"""""""
11847 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11849 Semantics:
11850 """"""""""
11852 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11853 trapping or setting ``errno``.
11855 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11856 using a less accurate calculation.
11858 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11859 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11861 Syntax:
11862 """""""
11864 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11865 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11866 all types however.
11870       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11871       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11872       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11873       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11874       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11876 Overview:
11877 """""""""
11879 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11880 specified (positive or negative) power.
11882 Arguments:
11883 """"""""""
11885 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11887 Semantics:
11888 """"""""""
11890 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11891 trapping or setting ``errno``.
11893 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11894 using a less accurate calculation.
11896 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11897 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11899 Syntax:
11900 """""""
11902 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11903 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11904 all types however.
11908       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11909       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11910       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11911       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11912       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11914 Overview:
11915 """""""""
11917 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11918 value.
11920 Arguments:
11921 """"""""""
11923 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11925 Semantics:
11926 """"""""""
11928 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11929 trapping or setting ``errno``.
11931 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11932 using a less accurate calculation.
11934 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11935 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11937 Syntax:
11938 """""""
11940 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11941 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11942 all types however.
11946       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11947       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11948       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11949       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11950       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11952 Overview:
11953 """""""""
11955 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11956 specified value.
11958 Arguments:
11959 """"""""""
11961 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11963 Semantics:
11964 """"""""""
11966 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11967 trapping or setting ``errno``.
11969 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11970 using a less accurate calculation.
11972 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11973 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11975 Syntax:
11976 """""""
11978 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11979 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11980 all types however.
11984       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11985       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11986       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11987       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11988       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11990 Overview:
11991 """""""""
11993 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
11994 value.
11996 Arguments:
11997 """"""""""
11999 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12001 Semantics:
12002 """"""""""
12004 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
12005 trapping or setting ``errno``.
12007 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12008 using a less accurate calculation.
12010 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
12011 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12013 Syntax:
12014 """""""
12016 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
12017 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12018 all types however.
12022       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
12023       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
12024       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
12025       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
12026       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12028 Overview:
12029 """""""""
12031 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
12032 specified value.
12034 Arguments:
12035 """"""""""
12037 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12039 Semantics:
12040 """"""""""
12042 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
12043 trapping or setting ``errno``.
12045 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12046 using a less accurate calculation.
12048 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
12049 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12051 Syntax:
12052 """""""
12054 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
12055 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12056 all types however.
12060       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
12061       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
12062       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
12063       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
12064       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12066 Overview:
12067 """""""""
12069 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
12070 value.
12072 Arguments:
12073 """"""""""
12075 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12077 Semantics:
12078 """"""""""
12080 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
12081 trapping or setting ``errno``.
12083 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12084 using a less accurate calculation.
12086 .. _int_fma:
12088 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
12089 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12091 Syntax:
12092 """""""
12094 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
12095 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12096 all types however.
12100       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
12101       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
12102       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
12103       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
12104       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
12106 Overview:
12107 """""""""
12109 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
12111 Arguments:
12112 """"""""""
12114 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
12116 Semantics:
12117 """"""""""
12119 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
12120 trapping or setting ``errno``.
12122 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12123 using a less accurate calculation.
12125 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
12126 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12128 Syntax:
12129 """""""
12131 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
12132 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12133 all types however.
12137       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
12138       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
12139       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
12140       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
12141       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
12143 Overview:
12144 """""""""
12146 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
12147 operand.
12149 Arguments:
12150 """"""""""
12152 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12153 type.
12155 Semantics:
12156 """"""""""
12158 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
12159 would, and handles error conditions in the same way.
12161 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
12162 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12164 Syntax:
12165 """""""
12167 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
12168 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12169 all types however.
12173       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
12174       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12175       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12176       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12177       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12179 Overview:
12180 """""""""
12182 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12183 arguments.
12186 Arguments:
12187 """"""""""
12189 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12190 type.
12192 Semantics:
12193 """"""""""
12195 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12196 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12198 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12199 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12200 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12201 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12202 return either -0.0 or 0.0.
12204 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12205 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12206 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12207 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12208 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12209 ``llvm.canonicalize``).
12212 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12213 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12215 Syntax:
12216 """""""
12218 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12219 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12220 all types however.
12224       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12225       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12226       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12227       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12228       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12230 Overview:
12231 """""""""
12233 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12234 arguments.
12237 Arguments:
12238 """"""""""
12240 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12241 type.
12243 Semantics:
12244 """"""""""
12245 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12246 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12248 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12249 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12250 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12251 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12252 return either -0.0 or 0.0.
12254 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12255 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12256 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12257 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12258 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12259 ``llvm.canonicalize``).
12261 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12262 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12264 Syntax:
12265 """""""
12267 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12268 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12269 all types however.
12273       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12274       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12275       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12276       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12277       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12279 Overview:
12280 """""""""
12282 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12283 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12286 Arguments:
12287 """"""""""
12289 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12290 type.
12292 Semantics:
12293 """"""""""
12294 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12295 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12296 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12297 IEEE 754-2018.
12299 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12300 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12302 Syntax:
12303 """""""
12305 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12306 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12307 all types however.
12311       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12312       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12313       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12314       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12315       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12317 Overview:
12318 """""""""
12320 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12321 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12324 Arguments:
12325 """"""""""
12327 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12328 type.
12330 Semantics:
12331 """"""""""
12332 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12333 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12334 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12335 IEEE 754-2018.
12337 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12340 Syntax:
12341 """""""
12343 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12344 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12345 all types however.
12349       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12350       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12351       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12352       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12353       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12355 Overview:
12356 """""""""
12358 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12359 first operand and the sign of the second operand.
12361 Arguments:
12362 """"""""""
12364 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12365 type.
12367 Semantics:
12368 """"""""""
12370 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12371 functions would, and handles error conditions in the same way.
12373 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12374 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12376 Syntax:
12377 """""""
12379 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12380 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12381 all types however.
12385       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12386       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12387       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12388       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12389       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12391 Overview:
12392 """""""""
12394 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12396 Arguments:
12397 """"""""""
12399 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12400 type.
12402 Semantics:
12403 """"""""""
12405 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12406 would, and handles error conditions in the same way.
12408 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12409 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12411 Syntax:
12412 """""""
12414 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12415 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12416 all types however.
12420       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12421       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12422       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12423       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12424       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12426 Overview:
12427 """""""""
12429 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12431 Arguments:
12432 """"""""""
12434 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12435 type.
12437 Semantics:
12438 """"""""""
12440 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12441 would, and handles error conditions in the same way.
12443 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12444 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12446 Syntax:
12447 """""""
12449 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12450 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12451 all types however.
12455       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12456       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12457       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12458       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12459       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12461 Overview:
12462 """""""""
12464 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12465 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12467 Arguments:
12468 """"""""""
12470 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12471 type.
12473 Semantics:
12474 """"""""""
12476 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12477 would, and handles error conditions in the same way.
12479 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12480 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12482 Syntax:
12483 """""""
12485 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12486 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12487 all types however.
12491       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12492       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12493       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12494       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12495       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12497 Overview:
12498 """""""""
12500 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12501 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12502 operand isn't an integer.
12504 Arguments:
12505 """"""""""
12507 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12508 type.
12510 Semantics:
12511 """"""""""
12513 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12514 would, and handles error conditions in the same way.
12516 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12517 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12519 Syntax:
12520 """""""
12522 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12523 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12524 all types however.
12528       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12529       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12530       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12531       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12532       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12534 Overview:
12535 """""""""
12537 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12538 nearest integer.
12540 Arguments:
12541 """"""""""
12543 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12544 type.
12546 Semantics:
12547 """"""""""
12549 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12550 functions would, and handles error conditions in the same way.
12552 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12555 Syntax:
12556 """""""
12558 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12559 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12560 all types however.
12564       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12565       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12566       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12567       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12568       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12570 Overview:
12571 """""""""
12573 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12574 nearest integer.
12576 Arguments:
12577 """"""""""
12579 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12580 type.
12582 Semantics:
12583 """"""""""
12585 This function returns the same values as the libm ``round``
12586 functions would, and handles error conditions in the same way.
12588 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12589 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12591 Syntax:
12592 """""""
12594 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12595 floating-point type. Not all targets support all types however.
12599       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12600       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12601       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12602       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12603       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12605       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12606       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12607       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12608       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12609       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12611 Overview:
12612 """""""""
12614 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12615 nearest integer.
12617 Arguments:
12618 """"""""""
12620 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12622 Semantics:
12623 """"""""""
12625 This function returns the same values as the libm ``lround``
12626 functions would, but without setting errno.
12628 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12629 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12631 Syntax:
12632 """""""
12634 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12635 floating-point type. Not all targets support all types however.
12639       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12640       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12641       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12642       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12643       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12645 Overview:
12646 """""""""
12648 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12649 nearest integer.
12651 Arguments:
12652 """"""""""
12654 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12656 Semantics:
12657 """"""""""
12659 This function returns the same values as the libm ``llround``
12660 functions would, but without setting errno.
12662 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12663 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12665 Syntax:
12666 """""""
12668 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12669 floating-point type. Not all targets support all types however.
12673       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12674       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12675       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12676       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12677       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12679       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12680       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12681       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12682       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12683       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12685 Overview:
12686 """""""""
12688 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12689 nearest integer.
12691 Arguments:
12692 """"""""""
12694 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12696 Semantics:
12697 """"""""""
12699 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12700 functions would, but without setting errno.
12702 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12703 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12705 Syntax:
12706 """""""
12708 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12709 floating-point type. Not all targets support all types however.
12713       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12714       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12715       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12716       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12717       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12719 Overview:
12720 """""""""
12722 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12723 nearest integer.
12725 Arguments:
12726 """"""""""
12728 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12730 Semantics:
12731 """"""""""
12733 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12734 functions would, but without setting errno.
12736 Bit Manipulation Intrinsics
12737 ---------------------------
12739 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12740 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12742 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12743 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12745 Syntax:
12746 """""""
12748 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12749 integer type.
12753       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12754       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12755       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12756       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12758 Overview:
12759 """""""""
12761 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12762 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12763 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12765 Semantics:
12766 """"""""""
12768 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12769 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12770 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12771 basis and the element order is not affected.
12773 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12774 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12776 Syntax:
12777 """""""
12779 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12780 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12784       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12785       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12786       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12787       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12789 Overview:
12790 """""""""
12792 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12793 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12794 multiple of 16 bits).
12796 Semantics:
12797 """"""""""
12799 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12800 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12801 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12802 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12803 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12804 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12805 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12806 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12807 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12809 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12810 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12812 Syntax:
12813 """""""
12815 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12816 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12817 support all bit widths or vector types, however.
12821       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12822       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12823       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12824       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12825       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12826       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12828 Overview:
12829 """""""""
12831 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12832 in a value.
12834 Arguments:
12835 """"""""""
12837 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12838 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12839 match the argument type.
12841 Semantics:
12842 """"""""""
12844 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12845 each element of a vector.
12847 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12850 Syntax:
12851 """""""
12853 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12854 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12855 targets support all bit widths or vector types, however.
12859       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12860       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12861       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12862       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12863       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12864       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12866 Overview:
12867 """""""""
12869 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12870 leading zeros in a variable.
12872 Arguments:
12873 """"""""""
12875 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12876 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12877 type must match the first argument type.
12879 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12880 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12881 defined result. Historically some architectures did not provide a
12882 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12883 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12885 Semantics:
12886 """"""""""
12888 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12889 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12890 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12891 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12892 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12894 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12895 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12897 Syntax:
12898 """""""
12900 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12901 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12902 support all bit widths or vector types, however.
12906       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12907       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12908       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12909       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12910       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12911       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12913 Overview:
12914 """""""""
12916 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12917 trailing zeros.
12919 Arguments:
12920 """"""""""
12922 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12923 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12924 type must match the first argument type.
12926 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12927 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12928 defined result. Historically some architectures did not provide a
12929 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12930 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12932 Semantics:
12933 """"""""""
12935 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12936 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12937 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12938 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12939 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12941 .. _int_overflow:
12943 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12944 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12946 Syntax:
12947 """""""
12949 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12950 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12951 support all bit widths or vector types, however.
12955       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12956       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12957       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12959 Overview:
12960 """""""""
12962 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12963 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12964 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12965 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12966 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12967 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12968 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12969 modulo the element size of the arguments.
12971 Arguments:
12972 """"""""""
12974 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12975 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12976 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12977 have the same type.
12979 Example:
12980 """"""""
12982 .. code-block:: text
12984       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12985       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12986       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12987       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12989 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12990 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12992 Syntax:
12993 """""""
12995 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
12996 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12997 support all bit widths or vector types, however.
13001       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
13002       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
13003       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
13005 Overview:
13006 """""""""
13008 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
13009 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
13010 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
13011 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
13012 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
13013 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
13014 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
13015 modulo the element size of the arguments.
13017 Arguments:
13018 """"""""""
13020 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
13021 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
13022 vector with integer element type. All arguments and the return value must
13023 have the same type.
13025 Example:
13026 """"""""
13028 .. code-block:: text
13030       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
13031       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
13032       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
13033       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
13035 Arithmetic with Overflow Intrinsics
13036 -----------------------------------
13038 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
13040 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
13041 element of this struct contains the result of the corresponding
13042 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
13043 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
13044 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
13045 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
13046 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
13048 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
13049 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
13050 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
13051 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
13052 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
13053 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
13054 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
13056 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
13057 values.
13059 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13060 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13062 Syntax:
13063 """""""
13065 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
13066 on any integer bit width or vectors of integers.
13070       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13071       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13072       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13073       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13075 Overview:
13076 """""""""
13078 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13079 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
13080 occurred during the signed summation.
13082 Arguments:
13083 """"""""""
13085 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13086 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13087 bit width. The second element of the result structure must be of type
13088 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13089 addition.
13091 Semantics:
13092 """"""""""
13094 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13095 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
13096 first element of which is the signed summation, and the second element
13097 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
13098 overflow.
13100 Examples:
13101 """""""""
13103 .. code-block:: llvm
13105       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13106       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13107       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13108       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13110 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13111 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13113 Syntax:
13114 """""""
13116 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
13117 on any integer bit width or vectors of integers.
13121       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13122       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13123       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13124       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13126 Overview:
13127 """""""""
13129 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13130 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
13131 occurred during the unsigned summation.
13133 Arguments:
13134 """"""""""
13136 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13137 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13138 bit width. The second element of the result structure must be of type
13139 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13140 addition.
13142 Semantics:
13143 """"""""""
13145 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13146 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
13147 first element of which is the sum, and the second element of which is a
13148 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
13150 Examples:
13151 """""""""
13153 .. code-block:: llvm
13155       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13156       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13157       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13158       br i1 %obit, label %carry, label %normal
13160 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
13161 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13163 Syntax:
13164 """""""
13166 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
13167 on any integer bit width or vectors of integers.
13171       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13172       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13173       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13174       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13176 Overview:
13177 """""""""
13179 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13180 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13181 overflow occurred during the signed subtraction.
13183 Arguments:
13184 """"""""""
13186 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13187 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13188 bit width. The second element of the result structure must be of type
13189 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13190 subtraction.
13192 Semantics:
13193 """"""""""
13195 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13196 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13197 first element of which is the subtraction, and the second element of
13198 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13199 overflow.
13201 Examples:
13202 """""""""
13204 .. code-block:: llvm
13206       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13207       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13208       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13209       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13211 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13212 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13214 Syntax:
13215 """""""
13217 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13218 on any integer bit width or vectors of integers.
13222       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13223       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13224       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13225       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13227 Overview:
13228 """""""""
13230 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13231 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13232 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13234 Arguments:
13235 """"""""""
13237 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13238 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13239 bit width. The second element of the result structure must be of type
13240 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13241 subtraction.
13243 Semantics:
13244 """"""""""
13246 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13247 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13248 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13249 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13250 overflow.
13252 Examples:
13253 """""""""
13255 .. code-block:: llvm
13257       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13258       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13259       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13260       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13262 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13263 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13265 Syntax:
13266 """""""
13268 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13269 on any integer bit width or vectors of integers.
13273       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13274       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13275       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13276       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13278 Overview:
13279 """""""""
13281 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13282 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13283 overflow occurred during the signed multiplication.
13285 Arguments:
13286 """"""""""
13288 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13289 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13290 bit width. The second element of the result structure must be of type
13291 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13292 multiplication.
13294 Semantics:
13295 """"""""""
13297 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13298 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13299 the first element of which is the multiplication, and the second element
13300 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13301 overflow.
13303 Examples:
13304 """""""""
13306 .. code-block:: llvm
13308       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13309       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13310       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13311       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13313 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13314 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13316 Syntax:
13317 """""""
13319 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13320 on any integer bit width or vectors of integers.
13324       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13325       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13326       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13327       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13329 Overview:
13330 """""""""
13332 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13333 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13334 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13336 Arguments:
13337 """"""""""
13339 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13340 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13341 bit width. The second element of the result structure must be of type
13342 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13343 multiplication.
13345 Semantics:
13346 """"""""""
13348 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13349 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13350 the first element of which is the multiplication, and the second
13351 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13352 resulted in an overflow.
13354 Examples:
13355 """""""""
13357 .. code-block:: llvm
13359       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13360       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13361       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13362       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13364 Saturation Arithmetic Intrinsics
13365 ---------------------------------
13367 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13368 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13369 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13370 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13371 minimum.
13374 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13375 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13377 Syntax
13378 """""""
13380 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13381 on any integer bit width or vectors of integers.
13385       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13386       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13387       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13388       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13390 Overview
13391 """""""""
13393 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13394 saturation addition on the 2 arguments.
13396 Arguments
13397 """"""""""
13399 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13400 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13401 values that will undergo signed addition.
13403 Semantics:
13404 """"""""""
13406 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13407 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13408 smallest signed value representable by this bit width.
13411 Examples
13412 """""""""
13414 .. code-block:: llvm
13416       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13417       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13418       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13419       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13422 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13423 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13425 Syntax
13426 """""""
13428 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13429 on any integer bit width or vectors of integers.
13433       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13434       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13435       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13436       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13438 Overview
13439 """""""""
13441 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13442 saturation addition on the 2 arguments.
13444 Arguments
13445 """"""""""
13447 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13448 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13449 values that will undergo unsigned addition.
13451 Semantics:
13452 """"""""""
13454 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13455 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13456 operation, the result will never saturate towards zero.
13459 Examples
13460 """""""""
13462 .. code-block:: llvm
13464       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13465       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13466       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13469 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13470 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13472 Syntax
13473 """""""
13475 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13476 on any integer bit width or vectors of integers.
13480       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13481       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13482       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13483       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13485 Overview
13486 """""""""
13488 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13489 saturation subtraction on the 2 arguments.
13491 Arguments
13492 """"""""""
13494 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13495 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13496 values that will undergo signed subtraction.
13498 Semantics:
13499 """"""""""
13501 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13502 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13503 smallest signed value representable by this bit width.
13506 Examples
13507 """""""""
13509 .. code-block:: llvm
13511       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13512       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13513       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13514       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13517 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13520 Syntax
13521 """""""
13523 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13524 on any integer bit width or vectors of integers.
13528       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13529       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13530       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13531       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13533 Overview
13534 """""""""
13536 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13537 saturation subtraction on the 2 arguments.
13539 Arguments
13540 """"""""""
13542 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13543 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13544 values that will undergo unsigned subtraction.
13546 Semantics:
13547 """"""""""
13549 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13550 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13551 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13552 the largest possible value representable by this bit width.
13555 Examples
13556 """""""""
13558 .. code-block:: llvm
13560       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13561       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13564 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13565 ---------------------------------
13567 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13568 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13569 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13570 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13571 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13572 of the same scale, specified as the third argument.
13574 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13575 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13576 multplication can be represented as
13579         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13581         ; Expands to
13582         %a2 = sext i4 %a to i8
13583         %b2 = sext i4 %b to i8
13584         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13585         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13586         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13587         %result = trunc i8 %r to i4
13589 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13590 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13591 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13592 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13593 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13594 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13595 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13596 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13597 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13598 be less than 1/2^(scale).
13601 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13602 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13604 Syntax
13605 """""""
13607 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13608 on any integer bit width or vectors of integers.
13612       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13613       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13614       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13615       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13617 Overview
13618 """""""""
13620 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13621 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13623 Arguments
13624 """"""""""
13626 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13627 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13628 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13629 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13630 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13631 integer.
13633 Semantics:
13634 """"""""""
13636 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13637 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13638 in the third argument.
13640 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13641 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13642 direction is unspecified.
13644 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13645 the fixed point type.
13648 Examples
13649 """""""""
13651 .. code-block:: llvm
13653       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13654       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13655       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13657       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13658       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13661 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13662 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13664 Syntax
13665 """""""
13667 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13668 on any integer bit width or vectors of integers.
13672       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13673       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13674       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13675       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13677 Overview
13678 """""""""
13680 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13681 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13683 Arguments
13684 """"""""""
13686 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13687 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13688 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13689 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13690 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13691 integer.
13693 Semantics:
13694 """"""""""
13696 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13697 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13698 in the third argument.
13700 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13701 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13702 direction is unspecified.
13704 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13705 the fixed point type.
13708 Examples
13709 """""""""
13711 .. code-block:: llvm
13713       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13714       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13716       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13717       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13720 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13721 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13723 Syntax
13724 """""""
13726 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13727 on any integer bit width or vectors of integers.
13731       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13732       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13733       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13734       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13736 Overview
13737 """""""""
13739 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13740 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13742 Arguments
13743 """"""""""
13745 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13746 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13747 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13748 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13749 integer.
13751 Semantics:
13752 """"""""""
13754 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13755 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13756 in the third argument.
13758 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13759 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13760 direction is unspecified.
13762 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13763 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13764 smallest signed value representable by this bit width.
13767 Examples
13768 """""""""
13770 .. code-block:: llvm
13772       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13773       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13774       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13776       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13777       %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)
13779       ; Saturation
13780       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13781       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 4, i32 2)  ; %res = 7
13782       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 5, i32 2)  ; %res = -8
13783       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 1)  ; %res = 7
13785       ; Scale can affect the saturation result
13786       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13787       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13790 '``llvm.umul.fix.sat.*``' Intrinsics
13791 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13793 Syntax
13794 """""""
13796 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix.sat``
13797 on any integer bit width or vectors of integers.
13801       declare i16 @llvm.umul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13802       declare i32 @llvm.umul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13803       declare i64 @llvm.umul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13804       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13806 Overview
13807 """""""""
13809 The '``llvm.umul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13810 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13812 Arguments
13813 """"""""""
13815 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13816 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13817 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13818 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13819 integer.
13821 Semantics:
13822 """"""""""
13824 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13825 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13826 in the third argument.
13828 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13829 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13830 direction is unspecified.
13832 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13833 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13834 smallest unsigned value representable by this bit width (zero).
13837 Examples
13838 """""""""
13840 .. code-block:: llvm
13842       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13843       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13845       ; The result in the following could be rounded down to 2 or up to 2.5
13846       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 3, i32 1)  ; %res = 4 (or 5) (1.5 x 1.5 = 2.25)
13848       ; Saturation
13849       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 2, i32 0)  ; %res = 15 (8 x 2 -> clamped to 15)
13850       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 8, i32 2)  ; %res = 15 (2 x 2 -> clamped to 3.75)
13852       ; Scale can affect the saturation result
13853       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13854       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13857 Specialised Arithmetic Intrinsics
13858 ---------------------------------
13860 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13861 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13863 Syntax:
13864 """""""
13868       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13869       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13871 Overview:
13872 """""""""
13874 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13875 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13876 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13877 defined by IEEE-754-2008 to be:
13881       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13882       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13883       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13885 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13886 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13887 according to section 6.2.
13889 Examples of non-canonical encodings:
13891 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13892   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13893 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13894   encodings.
13895 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13896   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13897   a zero of the same sign by this operation.
13899 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13900 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13901 quiet NaN result.
13903 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13904 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13905 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13906 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13908 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13910 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13911 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13912   to ``(x == y)``
13914 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13915 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13917 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13918 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13919 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13920 usual methods.
13922 The canonicalization operation may be optimized away if:
13924 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13925   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13926 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13927   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13929 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13930 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13932 Syntax:
13933 """""""
13937       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13938       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13940 Overview:
13941 """""""""
13943 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13944 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13945 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13946 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13947 and add instructions.
13949 Arguments:
13950 """"""""""
13952 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13953 multiplicands, a and b, and an addend c.
13955 Semantics:
13956 """"""""""
13958 The expression:
13962       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13964 is equivalent to the expression a \* b + c, except that it is unspecified
13965 whether rounding will be performed between the multiplication and addition
13966 steps. Fusion is not guaranteed, even if the target platform supports it.
13967 If a fused multiply-add is required, the corresponding
13968 :ref:`llvm.fma <int_fma>` intrinsic function should be used instead.
13969 This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13971 Examples:
13972 """""""""
13974 .. code-block:: llvm
13976       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13979 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13980 ----------------------------------------
13982 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13983 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13984 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13985 scalar result of the same element type.
13988 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13989 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13991 Syntax:
13992 """""""
13996       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %a)
13997       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %a)
13999 Overview:
14000 """""""""
14002 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
14003 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14004 the element-type of the vector input.
14006 Arguments:
14007 """"""""""
14008 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14010 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' Intrinsic
14011 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14013 Syntax:
14014 """""""
14018       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14019       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14021 Overview:
14022 """""""""
14024 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
14025 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14026 matches the element-type of the vector input.
14028 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14029 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14030 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14031 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14034 Arguments:
14035 """"""""""
14036 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14037 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14038 The second argument must be a vector of floating-point values.
14040 Examples:
14041 """""""""
14045       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float 0.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14046       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14049 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
14050 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14052 Syntax:
14053 """""""
14057       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %a)
14058       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v2i64(<2 x i64> %a)
14060 Overview:
14061 """""""""
14063 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
14064 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14065 the element-type of the vector input.
14067 Arguments:
14068 """"""""""
14069 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14071 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' Intrinsic
14072 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14074 Syntax:
14075 """""""
14079       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14080       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14082 Overview:
14083 """""""""
14085 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
14086 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14087 matches the element-type of the vector input.
14089 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14090 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14091 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14092 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14095 Arguments:
14096 """"""""""
14097 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14098 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14099 The second argument must be a vector of floating-point values.
14101 Examples:
14102 """""""""
14106       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float 1.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14107       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14109 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
14110 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14112 Syntax:
14113 """""""
14117       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.v4i32(<4 x i32> %a)
14119 Overview:
14120 """""""""
14122 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
14123 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14124 the element-type of the vector input.
14126 Arguments:
14127 """"""""""
14128 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14130 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
14131 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14133 Syntax:
14134 """""""
14138       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.v4i32(<4 x i32> %a)
14140 Overview:
14141 """""""""
14143 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
14144 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
14145 element-type of the vector input.
14147 Arguments:
14148 """"""""""
14149 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14151 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
14152 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14154 Syntax:
14155 """""""
14159       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %a)
14161 Overview:
14162 """""""""
14164 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
14165 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14166 the element-type of the vector input.
14168 Arguments:
14169 """"""""""
14170 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14172 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
14173 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14175 Syntax:
14176 """""""
14180       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %a)
14182 Overview:
14183 """""""""
14185 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
14186 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14187 matches the element-type of the vector input.
14189 Arguments:
14190 """"""""""
14191 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14193 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
14194 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14196 Syntax:
14197 """""""
14201       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.v4i32(<4 x i32> %a)
14203 Overview:
14204 """""""""
14206 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
14207 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14208 matches the element-type of the vector input.
14210 Arguments:
14211 """"""""""
14212 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14214 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
14215 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14217 Syntax:
14218 """""""
14222       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.v4i32(<4 x i32> %a)
14224 Overview:
14225 """""""""
14227 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
14228 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14229 return type matches the element-type of the vector input.
14231 Arguments:
14232 """"""""""
14233 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14235 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
14236 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14238 Syntax:
14239 """""""
14243       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.v4i32(<4 x i32> %a)
14245 Overview:
14246 """""""""
14248 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14249 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14250 return type matches the element-type of the vector input.
14252 Arguments:
14253 """"""""""
14254 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14256 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14257 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14259 Syntax:
14260 """""""
14264       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v4f32(<4 x float> %a)
14265       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v2f64(<2 x double> %a)
14267 Overview:
14268 """""""""
14270 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14271 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14272 matches the element-type of the vector input.
14274 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14275 assume that NaNs are not present in the input vector.
14277 Arguments:
14278 """"""""""
14279 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14281 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14282 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14284 Syntax:
14285 """""""
14289       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v4f32(<4 x float> %a)
14290       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v2f64(<2 x double> %a)
14292 Overview:
14293 """""""""
14295 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14296 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14297 matches the element-type of the vector input.
14299 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14300 assume that NaNs are not present in the input vector.
14302 Arguments:
14303 """"""""""
14304 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14306 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14307 ----------------------------------------
14309 For most target platforms, half precision floating-point is a
14310 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14311 but does not support computation in the format.
14313 This means that code must first load the half-precision floating-point
14314 value as an i16, then convert it to float with
14315 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14316 then be performed on the float value (including extending to double
14317 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14318 if needed, then converted to i16 with
14319 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14320 i16 value.
14322 .. _int_convert_to_fp16:
14324 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14325 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14327 Syntax:
14328 """""""
14332       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14333       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14335 Overview:
14336 """""""""
14338 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14339 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14341 Arguments:
14342 """"""""""
14344 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14345 converted.
14347 Semantics:
14348 """"""""""
14350 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14351 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14352 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14354 Examples:
14355 """""""""
14357 .. code-block:: llvm
14359       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14360       store i16 %res, i16* @x, align 2
14362 .. _int_convert_from_fp16:
14364 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14367 Syntax:
14368 """""""
14372       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14373       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14375 Overview:
14376 """""""""
14378 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14379 conversion from half precision floating-point format to single precision
14380 floating-point format.
14382 Arguments:
14383 """"""""""
14385 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14386 converted.
14388 Semantics:
14389 """"""""""
14391 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14392 conversion from half single precision floating-point format to single
14393 precision floating-point format. The input half-float value is
14394 represented by an ``i16`` value.
14396 Examples:
14397 """""""""
14399 .. code-block:: llvm
14401       %a = load i16, i16* @x, align 2
14402       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14404 .. _dbg_intrinsics:
14406 Debugger Intrinsics
14407 -------------------
14409 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14410 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14411 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14412 document.
14414 Exception Handling Intrinsics
14415 -----------------------------
14417 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14418 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14419 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14421 .. _int_trampoline:
14423 Trampoline Intrinsics
14424 ---------------------
14426 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14427 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14428 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14429 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14430 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14431 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14432 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14433 extension.
14435 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14436 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14437 It can be created as follows:
14439 .. code-block:: llvm
14441       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14442       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14443       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14444       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14445       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14447 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14448 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14450 .. _int_it:
14452 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14453 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14455 Syntax:
14456 """""""
14460       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14462 Overview:
14463 """""""""
14465 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14466 turning it into a trampoline.
14468 Arguments:
14469 """"""""""
14471 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14472 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14473 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14474 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14475 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14476 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14477 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14478 bitcast to an ``i8*``.
14480 Semantics:
14481 """"""""""
14483 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14484 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14485 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14486 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14487 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14488 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14489 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14490 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14491 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14492 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14493 modified, then the effect of any later call to the returned function
14494 pointer is undefined.
14496 .. _int_at:
14498 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14499 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14501 Syntax:
14502 """""""
14506       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14508 Overview:
14509 """""""""
14511 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14512 a trampoline (passed as ``tramp``).
14514 Arguments:
14515 """"""""""
14517 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14518 code filled in by a previous call to
14519 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14521 Semantics:
14522 """"""""""
14524 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14525 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14526 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14527 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14528 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14530 .. _int_mload_mstore:
14532 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14533 ---------------------------------------
14535 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.
14537 .. _int_mload:
14539 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14542 Syntax:
14543 """""""
14544 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14548       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14549       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14550       ;; The data is a vector of pointers to double
14551       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14552       ;; The data is a vector of function pointers
14553       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>)
14555 Overview:
14556 """""""""
14558 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.
14561 Arguments:
14562 """"""""""
14564 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.
14567 Semantics:
14568 """"""""""
14570 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.
14571 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.
14576        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14578        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14579        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14580        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14582 .. _int_mstore:
14584 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14585 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14587 Syntax:
14588 """""""
14589 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14593        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14594        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14595        ;; The data is a vector of pointers to double
14596        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14597        ;; The data is a vector of function pointers
14598        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14600 Overview:
14601 """""""""
14603 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.
14605 Arguments:
14606 """"""""""
14608 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.
14611 Semantics:
14612 """"""""""
14614 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.
14615 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.
14619        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14621        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14622        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14623        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14624        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14627 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14628 -------------------------------------------
14630 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.
14632 .. _int_mgather:
14634 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14635 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14637 Syntax:
14638 """""""
14639 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.
14643       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14644       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>)
14645       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14647 Overview:
14648 """""""""
14650 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.
14653 Arguments:
14654 """"""""""
14656 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.
14659 Semantics:
14660 """"""""""
14662 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.
14663 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.
14668        %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)
14670        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14671        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14672        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14673        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14674        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14676        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14677        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14678        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14679        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14681        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14682        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14683        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14684        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14686 .. _int_mscatter:
14688 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14691 Syntax:
14692 """""""
14693 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.
14697        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14698        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14699        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14701 Overview:
14702 """""""""
14704 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.
14706 Arguments:
14707 """"""""""
14709 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.
14712 Semantics:
14713 """"""""""
14715 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.
14719        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14720        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14722        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14723        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14724        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14725        ..
14726        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14727        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14728        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14729        ..
14730        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14731        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14732        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14733        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14734        ..
14735        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14738 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14739 -------------------------------------------------------------
14741 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>`.
14743 .. _int_expandload:
14745 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14746 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14748 Syntax:
14749 """""""
14750 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.
14754       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14755       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14757 Overview:
14758 """""""""
14760 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.
14763 Arguments:
14764 """"""""""
14766 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.
14768 Semantics:
14769 """"""""""
14771 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:
14773 .. code-block:: c
14775     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14776     double *A, B; int *C;
14777     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14778       if (C[i] != 0)
14779         A[i] = B[j++];
14780     }
14783 .. code-block:: llvm
14785     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14786     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14787     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14788     ; Store the result in A
14789     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14791     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14792     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14793     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14794     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14795     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14798 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14799 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14801 .. _int_compressstore:
14803 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14806 Syntax:
14807 """""""
14808 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.
14812       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14813       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14815 Overview:
14816 """""""""
14818 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.
14820 Arguments:
14821 """"""""""
14823 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.
14826 Semantics:
14827 """"""""""
14829 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:
14831 .. code-block:: c
14833     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14834     double *A, B; int *C;
14835     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14836       if (C[i] != 0)
14837         B[j++] = A[i]
14838     }
14841 .. code-block:: llvm
14843     ; Load elements from A.
14844     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14845     ; Store all selected elements consecutively in array B
14846     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14848     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14849     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14850     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14851     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14852     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14855 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14858 Memory Use Markers
14859 ------------------
14861 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14862 memory objects and ranges where variables are immutable.
14864 .. _int_lifestart:
14866 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14867 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14869 Syntax:
14870 """""""
14874       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14876 Overview:
14877 """""""""
14879 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14880 object's lifetime.
14882 Arguments:
14883 """"""""""
14885 The first argument is a constant integer representing the size of the
14886 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14887 to the object.
14889 Semantics:
14890 """"""""""
14892 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14893 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14894 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14895 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14897 .. _int_lifeend:
14899 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14902 Syntax:
14903 """""""
14907       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14909 Overview:
14910 """""""""
14912 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14913 object's lifetime.
14915 Arguments:
14916 """"""""""
14918 The first argument is a constant integer representing the size of the
14919 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14920 to the object.
14922 Semantics:
14923 """"""""""
14925 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14926 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14927 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14928 object following this intrinsic may be removed as dead.
14930 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14931 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14933 Syntax:
14934 """""""
14935 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14939       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14941 Overview:
14942 """""""""
14944 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14945 a memory object will not change.
14947 Arguments:
14948 """"""""""
14950 The first argument is a constant integer representing the size of the
14951 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14952 to the object.
14954 Semantics:
14955 """"""""""
14957 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14958 the return value, the referenced memory location is constant and
14959 unchanging.
14961 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14962 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14964 Syntax:
14965 """""""
14966 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14970       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14972 Overview:
14973 """""""""
14975 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14976 memory object are mutable.
14978 Arguments:
14979 """"""""""
14981 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14982 The second argument is a constant integer representing the size of the
14983 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14984 pointer to the object.
14986 Semantics:
14987 """"""""""
14989 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
14991 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
14992 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14994 Syntax:
14995 """""""
14996 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14997 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14998 argument.
15002       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15004 Overview:
15005 """""""""
15007 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15008 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
15009 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
15010 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
15011 future.
15014 Arguments:
15015 """"""""""
15017 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15018 to the memory.
15020 Semantics:
15021 """"""""""
15023 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
15024 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
15025 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
15027 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
15028 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15030 Syntax:
15031 """""""
15032 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
15033 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
15034 argument.
15038       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15040 Overview:
15041 """""""""
15043 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15044 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
15045 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
15046 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
15049 Arguments:
15050 """"""""""
15052 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15053 to the memory.
15055 Semantics:
15056 """"""""""
15058 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
15059 ``invariant.group`` metadata.
15060 It does not read any memory and can be speculated.
15064 .. _constrainedfp:
15066 Constrained Floating-Point Intrinsics
15067 -------------------------------------
15069 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
15070 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
15071 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
15072 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
15073 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
15074 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
15075 optimize FP code when the default behavior is used.
15077 If any FP operation in a function is constrained then they all must be
15078 constrained. This is required for correct LLVM IR. Optimizations that
15079 move code around can create miscompiles if mixing of constrained and normal
15080 operations is done. The correct way to mix constrained and less constrained
15081 operations is to use the rounding mode and exception handling metadata to
15082 mark constrained intrinsics as having LLVM's default behavior.
15084 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation. The
15085 data arguments and the return value are the same as the corresponding FP
15086 operation.
15088 The rounding mode argument is a metadata string specifying what 
15089 assumptions, if any, the optimizer can make when transforming constant 
15090 values. Some constrained FP intrinsics omit this argument. If required 
15091 by the intrinsic, this argument must be one of the following strings:
15095       "round.dynamic"
15096       "round.tonearest"
15097       "round.downward"
15098       "round.upward"
15099       "round.towardzero"
15101 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
15102 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
15103 depend on rounding mode may be performed in this case.
15105 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
15106 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
15107 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
15108 with the specified rounding mode.
15110 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
15111 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
15112 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
15113 transformation is legal for all other rounding modes.
15115 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
15116 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
15117 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
15118 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
15119 runtime results in undefined behavior.
15121 The exception behavior argument is a metadata string describing the floating
15122 point exception semantics that required for the intrinsic. This argument
15123 must be one of the following strings:
15127       "fpexcept.ignore"
15128       "fpexcept.maytrap"
15129       "fpexcept.strict"
15131 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
15132 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
15133 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
15134 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
15135 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
15136 other possible values of this argument.
15138 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
15139 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
15140 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
15141 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
15142 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
15143 folding.
15145 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
15146 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
15147 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
15148 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
15149 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
15150 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
15151 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
15152 unmasks FP exceptions.
15154 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
15155 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
15156 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
15157 time.
15159 Proper :ref:`function attributes <fnattrs>` usage is required for the
15160 constrained intrinsics to function correctly.
15162 All function *calls* done in a function that uses constrained floating
15163 point intrinsics must have the ``strictfp`` attribute.
15165 All function *definitions* that use constrained floating point intrinsics
15166 must have the ``strictfp`` attribute.
15168 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
15169 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15171 Syntax:
15172 """""""
15176       declare <type>
15177       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
15178                                           metadata <rounding mode>,
15179                                           metadata <exception behavior>)
15181 Overview:
15182 """""""""
15184 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
15185 two operands.
15188 Arguments:
15189 """"""""""
15191 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
15192 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15193 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15195 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15196 behavior as described above.
15198 Semantics:
15199 """"""""""
15201 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
15202 the same type as the operands.
15205 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
15206 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15208 Syntax:
15209 """""""
15213       declare <type>
15214       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
15215                                           metadata <rounding mode>,
15216                                           metadata <exception behavior>)
15218 Overview:
15219 """""""""
15221 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
15222 of its two operands.
15225 Arguments:
15226 """"""""""
15228 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
15229 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15230 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15232 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15233 behavior as described above.
15235 Semantics:
15236 """"""""""
15238 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
15239 and has the same type as the operands.
15242 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
15243 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15245 Syntax:
15246 """""""
15250       declare <type>
15251       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
15252                                           metadata <rounding mode>,
15253                                           metadata <exception behavior>)
15255 Overview:
15256 """""""""
15258 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
15259 its two operands.
15262 Arguments:
15263 """"""""""
15265 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15266 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15267 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15269 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15270 behavior as described above.
15272 Semantics:
15273 """"""""""
15275 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15276 has the same type as the operands.
15279 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15280 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15282 Syntax:
15283 """""""
15287       declare <type>
15288       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15289                                           metadata <rounding mode>,
15290                                           metadata <exception behavior>)
15292 Overview:
15293 """""""""
15295 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15296 its two operands.
15299 Arguments:
15300 """"""""""
15302 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15303 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15304 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15306 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15307 behavior as described above.
15309 Semantics:
15310 """"""""""
15312 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15313 has the same type as the operands.
15316 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15319 Syntax:
15320 """""""
15324       declare <type>
15325       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15326                                           metadata <rounding mode>,
15327                                           metadata <exception behavior>)
15329 Overview:
15330 """""""""
15332 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15333 from the division of its two operands.
15336 Arguments:
15337 """"""""""
15339 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15340 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15341 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15343 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15344 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15345 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15346 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15348 Semantics:
15349 """"""""""
15351 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15352 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15353 same sign as the dividend.
15355 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15356 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15358 Syntax:
15359 """""""
15363       declare <type>
15364       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15365                                           metadata <rounding mode>,
15366                                           metadata <exception behavior>)
15368 Overview:
15369 """""""""
15371 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15372 fused-multiply-add operation on its operands.
15374 Arguments:
15375 """"""""""
15377 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15378 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15379 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15381 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15382 as described above.
15384 Semantics:
15385 """"""""""
15387 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15388 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15389 precision.
15391 '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' Intrinsic
15392 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15394 Syntax:
15395 """""""
15399       declare <ty2>
15400       @llvm.experimental.constrained.fptoui(<type> <value>,
15401                                           metadata <exception behavior>)
15403 Overview:
15404 """""""""
15406 The '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' intrinsic converts a 
15407 floating-point ``value`` to its unsigned integer equivalent of type ``ty2``.
15409 Arguments:
15410 """"""""""
15412 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptoui``'
15413 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15414 <t_vector>` of floating point values.
15416 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15418 Semantics:
15419 """"""""""
15421 The result produced is an unsigned integer converted from the floating
15422 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15424 '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' Intrinsic
15425 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15427 Syntax:
15428 """""""
15432       declare <ty2>
15433       @llvm.experimental.constrained.fptosi(<type> <value>,
15434                                           metadata <exception behavior>)
15436 Overview:
15437 """""""""
15439 The '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' intrinsic converts 
15440 :ref:`floating-point <t_floating>` ``value`` to type ``ty2``.
15442 Arguments:
15443 """"""""""
15445 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptosi``'
15446 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15447 <t_vector>` of floating point values. 
15449 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15451 Semantics:
15452 """"""""""
15454 The result produced is a signed integer converted from the floating
15455 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15457 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15458 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15460 Syntax:
15461 """""""
15465       declare <ty2>
15466       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15467                                           metadata <rounding mode>,
15468                                           metadata <exception behavior>)
15470 Overview:
15471 """""""""
15473 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15474 to type ``ty2``.
15476 Arguments:
15477 """"""""""
15479 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15480 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15481 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15482 than the result.
15484 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15485 behavior as described above.
15487 Semantics:
15488 """"""""""
15490 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15491 than the operand.
15493 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15494 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15496 Syntax:
15497 """""""
15501       declare <ty2>
15502       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15503                                           metadata <exception behavior>)
15505 Overview:
15506 """""""""
15508 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15509 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15511 Arguments:
15512 """"""""""
15514 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15515 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15516 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15517 than the result.
15519 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15521 Semantics:
15522 """"""""""
15524 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15525 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15526 apply to this intrinsic.
15528 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15529 --------------------------------------
15531 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15532 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15533 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15534 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15535 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15537 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15538 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15539 They do not change the runtime floating-point environment.
15542 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15543 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15545 Syntax:
15546 """""""
15550       declare <type>
15551       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15552                                           metadata <rounding mode>,
15553                                           metadata <exception behavior>)
15555 Overview:
15556 """""""""
15558 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15559 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15560 functions would, but without setting ``errno``.
15562 Arguments:
15563 """"""""""
15565 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15566 type.
15568 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15569 behavior as described above.
15571 Semantics:
15572 """"""""""
15574 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15575 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15576 and the return value is architecture specific.
15579 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15580 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15582 Syntax:
15583 """""""
15587       declare <type>
15588       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15589                                          metadata <rounding mode>,
15590                                          metadata <exception behavior>)
15592 Overview:
15593 """""""""
15595 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15596 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15598 Arguments:
15599 """"""""""
15601 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15602 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15603 should be raised.
15605 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15606 behavior as described above.
15608 Semantics:
15609 """"""""""
15611 This function returns the first value raised to the second power,
15612 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15613 handles error conditions in the same way.
15616 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15617 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15619 Syntax:
15620 """""""
15624       declare <type>
15625       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15626                                           metadata <rounding mode>,
15627                                           metadata <exception behavior>)
15629 Overview:
15630 """""""""
15632 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15633 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15634 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15635 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15638 Arguments:
15639 """"""""""
15641 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15642 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15643 which the first argument should be raised.
15645 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15646 behavior as described above.
15648 Semantics:
15649 """"""""""
15651 This function returns the first value raised to the second power with an
15652 unspecified sequence of rounding operations.
15655 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15656 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15658 Syntax:
15659 """""""
15663       declare <type>
15664       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15665                                          metadata <rounding mode>,
15666                                          metadata <exception behavior>)
15668 Overview:
15669 """""""""
15671 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15672 first operand.
15674 Arguments:
15675 """"""""""
15677 The first argument and the return type 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 sine of the specified operand, returning the
15687 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15688 conditions in the same way.
15691 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15692 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15694 Syntax:
15695 """""""
15699       declare <type>
15700       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15701                                          metadata <rounding mode>,
15702                                          metadata <exception behavior>)
15704 Overview:
15705 """""""""
15707 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15708 first operand.
15710 Arguments:
15711 """"""""""
15713 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15714 type.
15716 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15717 behavior as described above.
15719 Semantics:
15720 """"""""""
15722 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15723 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15724 conditions in the same way.
15727 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15730 Syntax:
15731 """""""
15735       declare <type>
15736       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15737                                          metadata <rounding mode>,
15738                                          metadata <exception behavior>)
15740 Overview:
15741 """""""""
15743 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15744 exponential of the specified value.
15746 Arguments:
15747 """"""""""
15749 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15750 type.
15752 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15753 behavior as described above.
15755 Semantics:
15756 """"""""""
15758 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15759 would, and handles error conditions in the same way.
15762 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15763 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15765 Syntax:
15766 """""""
15770       declare <type>
15771       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15772                                           metadata <rounding mode>,
15773                                           metadata <exception behavior>)
15775 Overview:
15776 """""""""
15778 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15779 exponential of the specified value.
15782 Arguments:
15783 """"""""""
15785 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15786 type.
15788 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15789 behavior as described above.
15791 Semantics:
15792 """"""""""
15794 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15795 would, and handles error conditions in the same way.
15798 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15799 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15801 Syntax:
15802 """""""
15806       declare <type>
15807       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15808                                          metadata <rounding mode>,
15809                                          metadata <exception behavior>)
15811 Overview:
15812 """""""""
15814 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15815 logarithm of the specified value.
15817 Arguments:
15818 """"""""""
15820 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15821 type.
15823 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15824 behavior as described above.
15827 Semantics:
15828 """"""""""
15830 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15831 would, and handles error conditions in the same way.
15834 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15835 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15837 Syntax:
15838 """""""
15842       declare <type>
15843       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15844                                            metadata <rounding mode>,
15845                                            metadata <exception behavior>)
15847 Overview:
15848 """""""""
15850 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15851 logarithm of the specified value.
15853 Arguments:
15854 """"""""""
15856 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15857 type.
15859 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15860 behavior as described above.
15862 Semantics:
15863 """"""""""
15865 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15866 would, and handles error conditions in the same way.
15869 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15872 Syntax:
15873 """""""
15877       declare <type>
15878       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15879                                           metadata <rounding mode>,
15880                                           metadata <exception behavior>)
15882 Overview:
15883 """""""""
15885 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15886 logarithm of the specified value.
15888 Arguments:
15889 """"""""""
15891 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15892 type.
15894 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15895 behavior as described above.
15897 Semantics:
15898 """"""""""
15900 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15901 would, and handles error conditions in the same way.
15904 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15907 Syntax:
15908 """""""
15912       declare <type>
15913       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15914                                           metadata <rounding mode>,
15915                                           metadata <exception behavior>)
15917 Overview:
15918 """""""""
15920 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15921 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15922 exception if the operand is not an integer.
15924 Arguments:
15925 """"""""""
15927 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15928 type.
15930 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15931 behavior as described above.
15933 Semantics:
15934 """"""""""
15936 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15937 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15938 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15939 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15940 mode argument is only intended as information to the compiler.
15943 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
15944 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15946 Syntax:
15947 """""""
15951       declare <type>
15952       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
15953                                                metadata <rounding mode>,
15954                                                metadata <exception behavior>)
15956 Overview:
15957 """""""""
15959 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
15960 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
15961 floating-point exception if the operand is not an integer.
15964 Arguments:
15965 """"""""""
15967 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15968 type.
15970 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15971 behavior as described above.
15973 Semantics:
15974 """"""""""
15976 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
15977 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15978 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15979 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15980 mode argument is only intended as information to the compiler.
15983 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
15984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15986 Syntax:
15987 """""""
15991       declare <type>
15992       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15993                                             metadata <rounding mode>,
15994                                             metadata <exception behavior>)
15996 Overview:
15997 """""""""
15999 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
16000 of the two arguments.
16002 Arguments:
16003 """"""""""
16005 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
16006 of the same type.
16008 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
16009 behavior as described above.
16011 Semantics:
16012 """"""""""
16014 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
16015 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16016 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16017 mode argument is only intended as information to the compiler.
16020 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
16021 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16023 Syntax:
16024 """""""
16028       declare <type>
16029       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
16030                                             metadata <rounding mode>,
16031                                             metadata <exception behavior>)
16033 Overview:
16034 """""""""
16036 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
16037 of the two arguments.
16039 Arguments:
16040 """"""""""
16042 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
16043 of the same type.
16045 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
16046 behavior as described above.
16048 Semantics:
16049 """"""""""
16051 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
16052 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16053 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16054 mode argument is only intended as information to the compiler.
16057 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
16058 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16060 Syntax:
16061 """""""
16065       declare <type>
16066       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
16067                                           metadata <rounding mode>,
16068                                           metadata <exception behavior>)
16070 Overview:
16071 """""""""
16073 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
16074 first operand.
16076 Arguments:
16077 """"""""""
16079 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16080 type.
16082 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16083 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16084 intrinsic.
16086 Semantics:
16087 """"""""""
16089 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
16090 would and handles error conditions in the same way.
16093 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
16094 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16096 Syntax:
16097 """""""
16101       declare <type>
16102       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
16103                                            metadata <rounding mode>,
16104                                            metadata <exception behavior>)
16106 Overview:
16107 """""""""
16109 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
16110 first operand.
16112 Arguments:
16113 """"""""""
16115 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16116 type.
16118 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16119 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16120 intrinsic.
16122 Semantics:
16123 """"""""""
16125 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
16126 would and handles error conditions in the same way.
16129 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
16130 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16132 Syntax:
16133 """""""
16137       declare <type>
16138       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
16139                                            metadata <rounding mode>,
16140                                            metadata <exception behavior>)
16142 Overview:
16143 """""""""
16145 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
16146 operand rounded to the nearest integer.
16148 Arguments:
16149 """"""""""
16151 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16152 type.
16154 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16155 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16156 intrinsic.
16158 Semantics:
16159 """"""""""
16161 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
16162 would and handles error conditions in the same way.
16165 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
16166 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16168 Syntax:
16169 """""""
16173       declare <type>
16174       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
16175                                            metadata <truncing mode>,
16176                                            metadata <exception behavior>)
16178 Overview:
16179 """""""""
16181 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
16182 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
16183 operand.
16185 Arguments:
16186 """"""""""
16188 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16189 type.
16191 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
16192 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
16193 intrinsic.
16195 Semantics:
16196 """"""""""
16198 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
16199 would and handles error conditions in the same way.
16202 General Intrinsics
16203 ------------------
16205 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
16206 purpose.
16208 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
16209 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16211 Syntax:
16212 """""""
16216       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16218 Overview:
16219 """""""""
16221 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
16223 Arguments:
16224 """"""""""
16226 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
16227 global string, the third is a pointer to a global string which is the
16228 source file name, and the last argument is the line number.
16230 Semantics:
16231 """"""""""
16233 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
16234 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
16235 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
16236 ignored by code generation and optimization.
16238 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
16239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16241 Syntax:
16242 """""""
16244 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
16245 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
16246 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
16247 '``0``'.
16251       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16252       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16253       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16254       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16255       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16257 Overview:
16258 """""""""
16260 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
16262 Arguments:
16263 """"""""""
16265 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
16266 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
16267 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
16268 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
16270 Semantics:
16271 """"""""""
16273 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
16274 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
16275 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
16276 generation and optimization.
16278 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
16279 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16281 Syntax:
16282 """""""
16284 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
16285 any integer bit width.
16289       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16290       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16291       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16292       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16293       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16295 Overview:
16296 """""""""
16298 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
16300 Arguments:
16301 """"""""""
16303 The first argument is an integer value (result of some expression), the
16304 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
16305 global string which is the source file name, and the last argument is
16306 the line number. It returns the value of the first argument.
16308 Semantics:
16309 """"""""""
16311 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
16312 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
16313 optimizations that want to look for these annotations. These have no
16314 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
16316 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
16317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16319 Syntax:
16320 """""""
16322 This annotation emits a label at its program point and an associated
16323 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
16324 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
16325 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
16326 considered expensive.
16330       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16332 Arguments:
16333 """"""""""
16335 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16337 '``llvm.trap``' Intrinsic
16338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16340 Syntax:
16341 """""""
16345       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16347 Overview:
16348 """""""""
16350 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16352 Arguments:
16353 """"""""""
16355 None.
16357 Semantics:
16358 """"""""""
16360 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16361 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16362 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16364 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16367 Syntax:
16368 """""""
16372       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16374 Overview:
16375 """""""""
16377 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16379 Arguments:
16380 """"""""""
16382 None.
16384 Semantics:
16385 """"""""""
16387 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16388 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16389 debugger.
16391 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16392 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16394 Syntax:
16395 """""""
16399       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16401 Overview:
16402 """""""""
16404 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16405 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16406 is placed on the stack before local variables.
16408 Arguments:
16409 """"""""""
16411 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16412 The first argument is the value loaded from the stack guard
16413 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16414 enough space to hold the value of the guard.
16416 Semantics:
16417 """"""""""
16419 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16420 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16421 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16422 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16423 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16424 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16425 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16427 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16428 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16430 Syntax:
16431 """""""
16435       declare i8* @llvm.stackguard()
16437 Overview:
16438 """""""""
16440 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16442 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16443 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16444 Protector in FastISel.
16446 Arguments:
16447 """"""""""
16449 None.
16451 Semantics:
16452 """"""""""
16454 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16455 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16456 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16458 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16459 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16460 in the future.
16462 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16465 Syntax:
16466 """""""
16470       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16471       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16473 Overview:
16474 """""""""
16476 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16477 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16478 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16479 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16480 class, structure, array, or other object.
16482 Arguments:
16483 """"""""""
16485 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16486 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16487 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16488 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16489 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16490 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16491 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16492 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16493 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16494 runtime.
16496 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16498 Semantics:
16499 """"""""""
16501 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16502 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16503 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16505 '``llvm.expect``' Intrinsic
16506 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16508 Syntax:
16509 """""""
16511 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16512 integer bit width.
16516       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16517       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16518       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16520 Overview:
16521 """""""""
16523 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16524 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16526 Arguments:
16527 """"""""""
16529 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16530 a value. The second argument is an expected value.
16532 Semantics:
16533 """"""""""
16535 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16537 .. _int_assume:
16539 '``llvm.assume``' Intrinsic
16540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16542 Syntax:
16543 """""""
16547       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16549 Overview:
16550 """""""""
16552 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16553 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16554 of the code.
16556 Arguments:
16557 """"""""""
16559 The condition which the optimizer may assume is always true.
16561 Semantics:
16562 """"""""""
16564 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16565 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16566 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16567 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16568 violated during execution, the behavior is undefined.
16570 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16571 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16572 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16573 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16574 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16575 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16576 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16577 optimizer.
16579 .. _int_ssa_copy:
16581 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16582 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16584 Syntax:
16585 """""""
16589       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16591 Arguments:
16592 """"""""""
16594 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16596 Overview:
16597 """"""""""
16599 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16600 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16601 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16602 attach various forms of information to operands that dominate specific
16603 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16604 renaming forms that require value splits at certain points.
16606 .. _type.test:
16608 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16609 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16611 Syntax:
16612 """""""
16616       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16619 Arguments:
16620 """"""""""
16622 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16623 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16625 Overview:
16626 """""""""
16628 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16629 with the given type identifier.
16631 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16632 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16634 Syntax:
16635 """""""
16639       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16642 Arguments:
16643 """"""""""
16645 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16646 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16647 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16648 <TypeMetadata>`.
16650 Overview:
16651 """""""""
16653 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16654 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16655 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16656 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16657 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16658 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16659 constraint.
16661 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16662 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16663 the function may also return true if the given pointer is not associated
16664 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16665 element is true, the following rules apply to the first element:
16667 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16668   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16669   pointer.
16671 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16672   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16674   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16675      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16676      metadata.
16678   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16679      returns an unspecified value without causing side effects.
16681 If the function's return value's second element is false, the value of the
16682 first element is undefined.
16685 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16686 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16688 Syntax:
16689 """""""
16693       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16695 Overview:
16696 """""""""
16698 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16699 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16700 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16701 instruction.
16703 Arguments:
16704 """"""""""
16706 None.
16708 Semantics:
16709 """"""""""
16711 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16712 by codegen.
16714 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16715 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16717 Syntax:
16718 """""""
16722       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16724 Overview:
16725 """""""""
16727 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16728 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16729 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16730 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16731 slower) version.
16733 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16734 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16735 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16736 used to represent the slow paths of specialized functions.
16739 Arguments:
16740 """"""""""
16742 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16743 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16745 Semantics:
16746 """"""""""
16748 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16749 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16750 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16751 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16752 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16753 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16754 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16755 the entire heap.
16757 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16758 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16759 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16761    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16762    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16763    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16764      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16766 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16767 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16768 caller.
16770 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16771 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16772 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16774 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16775 same calling convention.
16777 .. _deoptimize_lowering:
16779 Lowering:
16780 """""""""
16782 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16783 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16784 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16785 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16786 arguments of the specified types, and not as varargs.
16789 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16790 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16792 Syntax:
16793 """""""
16797       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16799 Overview:
16800 """""""""
16802 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16803 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16804 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16805 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16806 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16807 equivalent to:
16809 .. code-block:: text
16811   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16812     %realPred = and i1 %pred, undef
16813     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16815   leave:
16816     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16817     ret void
16819   continue:
16820     ret void
16821   }
16824 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
16825 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
16826 see :doc:`FaultMaps`.
16828 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
16829 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
16830 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
16831 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
16832 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
16833 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
16835 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
16838 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
16839 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16841 Syntax:
16842 """""""
16846       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16848 Overview:
16849 """""""""
16851 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
16852 boolean expressions with the following property: whether this
16853 expression is `true` or `false`, the program is correct and
16854 well-defined.
16856 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
16857 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
16858 express guards or checks on optimistic assumptions made during
16859 compilation and represent them as branch instructions on special
16860 conditions.
16862 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
16863 different in that an invocation produces a particular, singular
16864 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
16865 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
16866 special properties.
16868 Arguments:
16869 """"""""""
16871 None.
16873 Semantics:
16874 """"""""""
16876 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
16877 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
16878 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
16879 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
16880 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
16881 with either value whenever one is beneficial.
16883 When used in a branch condition, it allows us to choose between
16884 two alternative correct solutions for the same problem, like
16885 in example below:
16887 .. code-block:: text
16889     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16890     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
16892   label %fast_path:
16893     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
16895   label %slow_path:
16896     ; Cheap in memory but slow solution.
16898 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
16899 it should be correct to pick either solution. We can switch
16900 between them by replacing the result of
16901 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
16902 `i1` expressions.
16904 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
16906 .. code-block:: text
16908   block:
16909     ; Unguarded instructions
16910     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
16911     ; Guarded instructions
16913 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
16914 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
16916 .. code-block:: text
16918   block:
16919     ; Unguarded instructions
16920     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16921     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
16922     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
16924   guarded:
16925     ; Guarded instructions
16927   deopt:
16928     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
16930 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
16931 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
16932 is `true` or `false`.
16934 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
16935 it cannot be invoked.
16937 Guard widening:
16938 """""""""""""""
16940 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
16941 condition of a guard represented as explicit branch, it is
16942 legal to widen the guard's condition with any additional
16943 conditions.
16945 Guard widening looks like replacement of
16947 .. code-block:: text
16949   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16950   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
16951   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
16953 with
16955 .. code-block:: text
16957   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16958   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
16959   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
16960   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
16962 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
16963 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
16964 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
16965 deopt when the new condition is not met.
16967 Lowering:
16968 """""""""
16970 Default lowering strategy is replacing the result of
16971 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
16972 constant `true`. However it is always correct to replace
16973 it with any other `i1` value. Any pass can
16974 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
16977 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
16978 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16980 Syntax:
16981 """""""
16985       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
16987 Overview:
16988 """""""""
16990 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
16991 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
16992 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
16993 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
16994 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
16996 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
16997 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
16998 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
16999 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
17000 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
17002 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
17003 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17005 Syntax:
17006 """""""
17010       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
17012 Overview:
17013 """""""""
17015 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
17016 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
17017 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
17018 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
17019 an infinite loop with no other side effects.
17021 Arguments:
17022 """"""""""
17024 None.
17026 Semantics:
17027 """"""""""
17029 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
17030 has externally observable side effects.
17032 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
17033 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17035 Syntax:
17036 """""""
17038 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
17042       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
17043       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
17044       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
17046 Overview:
17047 """""""""
17049 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
17050 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
17051 fold to either true or false before generating machine code.
17053 Semantics:
17054 """"""""""
17056 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
17057 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
17058 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
17059 a constant false value.
17061 In particular, note that if the argument is a constant expression
17062 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
17063 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
17064 false.
17066 The result also intentionally depends on the result of optimization
17067 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
17068 function gets inlined or not. A function's parameters are
17069 obviously not constant. However, a call like
17070 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
17071 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
17072 a constant.
17074 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
17075 evaluate to true, even in simple cases.
17077 .. _int_ptrmask:
17079 '``llvm.ptrmask``' Intrinsic
17080 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17082 Syntax:
17083 """""""
17087       declare ptrty llvm.ptrmask(ptrty %ptr, intty %mask) readnone speculatable
17089 Arguments:
17090 """"""""""
17092 The first argument is a pointer. The second argument is an integer.
17094 Overview:
17095 """"""""""
17097 The ``llvm.ptrmask`` intrinsic masks out bits of the pointer according to a mask.
17098 This allows stripping data from tagged pointers without converting them to an
17099 integer (ptrtoint/inttoptr). As a consequence, we can preserve more information
17100 to facilitate alias analysis and underlying-object detection.
17102 Semantics:
17103 """"""""""
17105 The result of ``ptrmask(ptr, mask)`` is equivalent to
17106 ``getelementptr ptr, (ptrtoint(ptr) & mask) - ptrtoint(ptr)``. Both the returned
17107 pointer and the first argument are based on the same underlying object (for more
17108 information on the *based on* terminology see
17109 :ref:`the pointer aliasing rules <pointeraliasing>`). If the bitwidth of the
17110 mask argument does not match the pointer size of the target, the mask is
17111 zero-extended or truncated accordingly.
17113 Stack Map Intrinsics
17114 --------------------
17116 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
17117 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
17118 are described in :doc:`StackMaps`.
17120 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
17121 -------------------------------------
17123 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
17124 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
17126 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
17128 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17131 Syntax:
17132 """""""
17134 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
17135 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17136 support all bit widths however.
17140       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17141                                                                        i8* <src>,
17142                                                                        i32 <len>,
17143                                                                        i32 <element_size>)
17144       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17145                                                                        i8* <src>,
17146                                                                        i64 <len>,
17147                                                                        i32 <element_size>)
17149 Overview:
17150 """""""""
17152 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17153 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
17154 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
17155 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
17156 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17158 Arguments:
17159 """"""""""
17161 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
17162 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17163 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17164 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17166 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17167 target-specific atomic access size limit.
17169 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
17170 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17171 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
17173 Semantics:
17174 """"""""""
17176 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
17177 memory from the source location to the destination location. These locations are not
17178 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
17179 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
17180 aligned at an ``element_size`` boundary.
17182 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17183 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17184 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
17185 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
17187 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17188 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17189 destination.
17191 Lowering:
17192 """""""""
17194 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
17195 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17196 is replaced with an actual element size.
17198 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
17200 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17201 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17203 Syntax:
17204 """""""
17206 This is an overloaded intrinsic. You can use
17207 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
17208 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
17212       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17213                                                                         i8* <src>,
17214                                                                         i32 <len>,
17215                                                                         i32 <element_size>)
17216       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17217                                                                         i8* <src>,
17218                                                                         i64 <len>,
17219                                                                         i32 <element_size>)
17221 Overview:
17222 """""""""
17224 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
17225 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
17226 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
17227 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
17228 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
17229 integer multiple of the ``element_size`` in size.
17231 Arguments:
17232 """"""""""
17234 The first three arguments are the same as they are in the
17235 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
17236 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
17237 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
17238 behaviour of the intrinsic is undefined.
17240 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
17241 greater than a target-specific atomic access size limit.
17243 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
17244 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
17245 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
17246 boundary.
17248 Semantics:
17249 """"""""""
17251 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
17252 of memory from the source location to the destination location. These locations
17253 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
17254 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
17255 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17257 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17258 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17259 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
17260 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
17261 specified.
17263 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17264 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17265 destination.
17267 Lowering:
17268 """""""""
17270 In the most general case call to the
17271 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
17272 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
17273 actual element size.
17275 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
17277 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
17279 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17280 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17282 Syntax:
17283 """""""
17285 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
17286 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17287 support all bit widths however.
17291       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
17292                                                                   i8 <value>,
17293                                                                   i32 <len>,
17294                                                                   i32 <element_size>)
17295       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
17296                                                                   i8 <value>,
17297                                                                   i64 <len>,
17298                                                                   i32 <element_size>)
17300 Overview:
17301 """""""""
17303 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17304 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
17305 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
17306 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
17307 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17309 Arguments:
17310 """"""""""
17312 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
17313 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17314 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17315 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17317 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17318 target-specific atomic access size limit.
17320 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
17321 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17322 the destination pointer is aligned to that boundary.
17324 Semantics:
17325 """"""""""
17327 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
17328 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
17329 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
17330 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17332 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
17333 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
17334 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
17335 when specified.
17337 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17338 provided by a set of unordered stores to the destination.
17340 Lowering:
17341 """""""""
17343 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
17344 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17345 is replaced with an actual element size.
17347 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
17349 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
17350 ----------------------------------
17352 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
17353 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
17354 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
17355 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
17357 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
17358 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17360 Syntax:
17361 """""""
17364       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17366 Lowering:
17367 """""""""
17369 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17371 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17372 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17374 Syntax:
17375 """""""
17378       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17380 Lowering:
17381 """""""""
17383 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17385 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17386 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17388 Syntax:
17389 """""""
17392       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17394 Lowering:
17395 """""""""
17397 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17399 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17400 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17402 Syntax:
17403 """""""
17406       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17408 Lowering:
17409 """""""""
17411 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17413 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17414 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17416 Syntax:
17417 """""""
17420       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17422 Lowering:
17423 """""""""
17425 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17427 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17428 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17430 Syntax:
17431 """""""
17434       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17436 Lowering:
17437 """""""""
17439 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17441 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17442 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17444 Syntax:
17445 """""""
17448       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17450 Lowering:
17451 """""""""
17453 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17455 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17456 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17458 Syntax:
17459 """""""
17462       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17464 Lowering:
17465 """""""""
17467 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17469 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17470 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17472 Syntax:
17473 """""""
17476       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17478 Lowering:
17479 """""""""
17481 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17483 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17484 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17486 Syntax:
17487 """""""
17490       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17492 Lowering:
17493 """""""""
17495 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17497 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17498 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17500 Syntax:
17501 """""""
17504       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17506 Lowering:
17507 """""""""
17509 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17511 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17512 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17514 Syntax:
17515 """""""
17518       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17520 Lowering:
17521 """""""""
17523 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17525 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17526 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17528 Syntax:
17529 """""""
17532       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17534 Lowering:
17535 """""""""
17537 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17539 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17542 Syntax:
17543 """""""
17546       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17548 Lowering:
17549 """""""""
17551 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17553 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17554 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17556 Syntax:
17557 """""""
17560       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17562 Lowering:
17563 """""""""
17565 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17567 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17568 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17570 Syntax:
17571 """""""
17574       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17576 Lowering:
17577 """""""""
17579 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17581 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17582 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17584 Syntax:
17585 """""""
17588       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17590 Lowering:
17591 """""""""
17593 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17595 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17596 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17598 Syntax:
17599 """""""
17602       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17604 Lowering:
17605 """""""""
17607 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.
17609 Preserving Debug Information Intrinsics
17610 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17612 These intrinsics are used to carry certain debuginfo together with
17613 IR-level operations. For example, it may be desirable to
17614 know the structure/union name and the original user-level field
17615 indices. Such information got lost in IR GetElementPtr instruction
17616 since the IR types are different from debugInfo types and unions
17617 are converted to structs in IR.
17619 '``llvm.preserve.array.access.index``' Intrinsic
17620 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17622 Syntax:
17623 """""""
17626       declare <ret_type>
17627       @llvm.preserve.array.access.index.p0s_union.anons.p0a10s_union.anons(<type> base,
17628                                                                            i32 dim,
17629                                                                            i32 index)
17631 Overview:
17632 """""""""
17634 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17635 based on array base ``base``, array dimension ``dim`` and the last access index ``index``
17636 into the array. The return type ``ret_type`` is a pointer type to the array element.
17637 The array ``dim`` and ``index`` are preserved which is more robust than
17638 getelementptr instruction which may be subject to compiler transformation.
17639 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17640 to provide array or pointer debuginfo type.
17641 The metadata is a ``DICompositeType`` or ``DIDerivedType`` representing the
17642 debuginfo version of ``type``.
17644 Arguments:
17645 """"""""""
17647 The ``base`` is the array base address.  The ``dim`` is the array dimension.
17648 The ``base`` is a pointer if ``dim`` equals 0.
17649 The ``index`` is the last access index into the array or pointer.
17651 Semantics:
17652 """"""""""
17654 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic produces the same result
17655 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{dim's 0's, index}``.
17657 '``llvm.preserve.union.access.index``' Intrinsic
17658 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17660 Syntax:
17661 """""""
17664       declare <type>
17665       @llvm.preserve.union.access.index.p0s_union.anons.p0s_union.anons(<type> base,
17666                                                                         i32 di_index)
17668 Overview:
17669 """""""""
17671 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic carries the debuginfo field index
17672 ``di_index`` and returns the ``base`` address.
17673 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17674 to provide union debuginfo type.
17675 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17676 The return type ``type`` is the same as the ``base`` type.
17678 Arguments:
17679 """"""""""
17681 The ``base`` is the union base address. The ``di_index`` is the field index in debuginfo.
17683 Semantics:
17684 """"""""""
17686 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic returns the ``base`` address.
17688 '``llvm.preserve.struct.access.index``' Intrinsic
17689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17691 Syntax:
17692 """""""
17695       declare <ret_type>
17696       @llvm.preserve.struct.access.index.p0i8.p0s_struct.anon.0s(<type> base,
17697                                                                  i32 gep_index,
17698                                                                  i32 di_index)
17700 Overview:
17701 """""""""
17703 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17704 based on struct base ``base`` and IR struct member index ``gep_index``.
17705 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17706 to provide struct debuginfo type.
17707 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17708 The return type ``ret_type`` is a pointer type to the structure member.
17710 Arguments:
17711 """"""""""
17713 The ``base`` is the structure base address. The ``gep_index`` is the struct member index
17714 based on IR structures. The ``di_index`` is the struct member index based on debuginfo.
17716 Semantics:
17717 """"""""""
17719 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic produces the same result
17720 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{0, gep_index}``.