[InstCombine] Signed saturation tests. NFC
[llvm-core.git] / docs / LangRef.rst
blobc3f401126e163a8d5d852797a2d52dde584634b3
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 tailcc, 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 "``tailcc``" - Tail callable calling convention
440     This calling convention ensures that calls in tail position will always be
441     tail call optimized. This calling convention is equivalent to fastcc,
442     except for an additional guarantee that tail calls will be produced
443     whenever possible. `Tail calls can only be optimized when this, the fastcc,
444     the GHC or the HiPE convention is used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This
445     calling convention does not support varargs and requires the prototype of
446     all callees to exactly match the prototype of the function definition.
447 "``cc <n>``" - Numbered convention
448     Any calling convention may be specified by number, allowing
449     target-specific calling conventions to be used. Target specific
450     calling conventions start at 64.
452 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
453 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
454 convention.
456 .. _visibilitystyles:
458 Visibility Styles
459 -----------------
461 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
462 styles:
464 "``default``" - Default style
465     On targets that use the ELF object file format, default visibility
466     means that the declaration is visible to other modules and, in
467     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
468     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
469     to other modules. Default visibility corresponds to "external
470     linkage" in the language.
471 "``hidden``" - Hidden style
472     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
473     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
474     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
475     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
476     library) can reference it directly.
477 "``protected``" - Protected style
478     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
479     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
480     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
481     cannot be overridden by another module.
483 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
484 visibility.
486 .. _dllstorageclass:
488 DLL Storage Classes
489 -------------------
491 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
492 DLL storage class:
494 ``dllimport``
495     "``dllimport``" causes the compiler to reference a function or variable via
496     a global pointer to a pointer that is set up by the DLL exporting the
497     symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by
498     combining ``__imp_`` and the function or variable name.
499 ``dllexport``
500     "``dllexport``" causes the compiler to provide a global pointer to a pointer
501     in a DLL, so that it can be referenced with the ``dllimport`` attribute. On
502     Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by combining
503     ``__imp_`` and the function or variable name. Since this storage class
504     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
505     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
507 .. _tls_model:
509 Thread Local Storage Models
510 ---------------------------
512 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
513 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
514 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
515 TLS model may be specified:
517 ``localdynamic``
518     For variables that are only used within the current shared library.
519 ``initialexec``
520     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
521 ``localexec``
522     For variables defined in the executable and only used within it.
524 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
526 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
527 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
528 more information on under which circumstances the different models may
529 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
530 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
532 A model can also be specified in an alias, but then it only governs how
533 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
535 For platforms without linker support of ELF TLS model, the -femulated-tls
536 flag can be used to generate GCC compatible emulated TLS code.
538 .. _runtime_preemption_model:
540 Runtime Preemption Specifiers
541 -----------------------------
543 Global variables, functions and aliases may have an optional runtime preemption
544 specifier. If a preemption specifier isn't given explicitly, then a
545 symbol is assumed to be ``dso_preemptable``.
547 ``dso_preemptable``
548     Indicates that the function or variable may be replaced by a symbol from
549     outside the linkage unit at runtime.
551 ``dso_local``
552     The compiler may assume that a function or variable marked as ``dso_local``
553     will resolve to a symbol within the same linkage unit. Direct access will
554     be generated even if the definition is not within this compilation unit.
556 .. _namedtypes:
558 Structure Types
559 ---------------
561 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
562 types <t_struct>`. Literal types are uniqued structurally, but identified types
563 are never uniqued. An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
564 to forward declare a type that is not yet available.
566 An example of an identified structure specification is:
568 .. code-block:: llvm
570     %mytype = type { %mytype*, i32 }
572 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued. Only
573 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
575 .. _nointptrtype:
577 Non-Integral Pointer Type
578 -------------------------
580 Note: non-integral pointer types are a work in progress, and they should be
581 considered experimental at this time.
583 LLVM IR optionally allows the frontend to denote pointers in certain address
584 spaces as "non-integral" via the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
585 Non-integral pointer types represent pointers that have an *unspecified* bitwise
586 representation; that is, the integral representation may be target dependent or
587 unstable (not backed by a fixed integer).
589 ``inttoptr`` instructions converting integers to non-integral pointer types are
590 ill-typed, and so are ``ptrtoint`` instructions converting values of
591 non-integral pointer types to integers.  Vector versions of said instructions
592 are ill-typed as well.
594 .. _globalvars:
596 Global Variables
597 ----------------
599 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
600 instead of run-time.
602 Global variable definitions must be initialized.
604 Global variables in other translation units can also be declared, in which
605 case they don't have an initializer.
607 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
608 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified. If there
609 is a mismatch between the explicit or inferred section information for the
610 variable declaration and its definition the resulting behavior is undefined.
612 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
613 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
614 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
615 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
616 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
617 variable.
619 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
620 constant, even if the final definition of the global is not. This
621 capability can be used to enable slightly better optimization of the
622 program, but requires the language definition to guarantee that
623 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
624 units that do not include the definition.
626 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
627 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
628 always define a pointer to their "content" type because they describe a
629 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
630 pointers.
632 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
633 that the address is not significant, only the content. Constants marked
634 like this can be merged with other constants if they have the same
635 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
636 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
637 whose address is significant.
639 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
640 not be significant within the module.
642 A global variable may be declared to reside in a target-specific
643 numbered address space. For targets that support them, address spaces
644 may affect how optimizations are performed and/or what target
645 instructions are used to access the variable. The default address space
646 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
648 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
649 target supports it, it will emit globals to the section specified.
650 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
651 support.
653 External declarations may have an explicit section specified. Section
654 information is retained in LLVM IR for targets that make use of this
655 information. Attaching section information to an external declaration is an
656 assertion that its definition is located in the specified section. If the
657 definition is located in a different section, the behavior is undefined.
659 By default, global initializers are optimized by assuming that global
660 variables defined within the module are not modified from their
661 initial values before the start of the global initializer. This is
662 true even for variables potentially accessible from outside the
663 module, including those with external linkage or appearing in
664 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
665 by marking the variable with ``externally_initialized``.
667 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
668 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
669 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
670 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
671 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
672 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
673 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
674 assume that the globals are densely packed in their section and try to
675 iterate over them as an array, alignment padding would break this
676 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
678 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
679 an optional :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`,
680 an optional :ref:`global attributes <glattrs>` and
681 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`.
683 Variables and aliases can have a
684 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
686 :ref:`Scalable vectors <t_vector>` cannot be global variables or members of
687 structs or arrays because their size is unknown at compile time.
689 Syntax::
691       @<GlobalVarName> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility]
692                          [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
693                          [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace]
694                          [ExternallyInitialized]
695                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
696                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
697                          [, align <Alignment>] (, !name !N)*
699 For example, the following defines a global in a numbered address space
700 with an initializer, section, and alignment:
702 .. code-block:: llvm
704     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
706 The following example just declares a global variable
708 .. code-block:: llvm
710    @G = external global i32
712 The following example defines a thread-local global with the
713 ``initialexec`` TLS model:
715 .. code-block:: llvm
717     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
719 .. _functionstructure:
721 Functions
722 ---------
724 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
725 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`runtime preemption
726 specifier <runtime_preemption_model>`,  an optional :ref:`visibility
727 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
728 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
729 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
730 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
731 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
732 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
733 an optional address space, an optional section, an optional alignment,
734 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
735 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
736 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`,
737 an optional :ref:`personality <personalityfn>`,
738 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`,
739 an opening curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
741 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
742 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility style
743 <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`, an
744 optional :ref:`calling convention <callingconv>`, an optional ``unnamed_addr``
745 or ``local_unnamed_addr`` attribute, an optional address space, a return type,
746 an optional :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function name, a possibly
747 empty list of arguments, an optional alignment, an optional :ref:`garbage
748 collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`, and an optional
749 :ref:`prologue <prologuedata>`.
751 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
752 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
753 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
754 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
755 function return). If an explicit label name is not provided, a block is assigned
756 an implicit numbered label, using the next value from the same counter as used
757 for unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a
758 function entry block does not have an explicit label, it will be assigned label
759 "%0", then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc. If a
760 numeric label is explicitly specified, it must match the numeric label that
761 would be used implicitly.
763 The first basic block in a function is special in two ways: it is
764 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
765 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
766 the entry block of a function). Because the block can have no
767 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
769 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
770 target supports it, it will emit functions to the section specified.
771 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
773 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
774 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
775 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
776 is specified, the function is forced to have at least that much
777 alignment. All alignments must be a power of 2.
779 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
780 be significant and two identical functions can be merged.
782 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
783 not be significant within the module.
785 If an explicit address space is not given, it will default to the program
786 address space from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
788 Syntax::
790     define [linkage] [PreemptionSpecifier] [visibility] [DLLStorageClass]
791            [cconv] [ret attrs]
792            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
793            [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace] [fn Attrs]
794            [section "name"] [comdat [($name)]] [align N] [gc] [prefix Constant]
795            [prologue Constant] [personality Constant] (!name !N)* { ... }
797 The argument list is a comma separated sequence of arguments where each
798 argument is of the following form:
800 Syntax::
802    <type> [parameter Attrs] [name]
805 .. _langref_aliases:
807 Aliases
808 -------
810 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
811 are just a new symbol and metadata for an existing position.
813 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
814 constant expression.
816 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
817 :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`, an optional
818 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
819 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
821 Syntax::
823     @<Name> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] alias <AliaseeTy>, <AliaseeTy>* @<Aliasee>
825 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
826 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
827 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
829 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
830 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
831 to the same content.
833 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
834 not be significant within the module.
836 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
837 some can only be checked when producing an object file:
839 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
840   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
842 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
843   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
844   object file.
846 * No global value in the expression can be a declaration, since that
847   would require a relocation, which is not possible.
849 .. _langref_ifunc:
851 IFuncs
852 -------
854 IFuncs, like as aliases, don't create any new data or func. They are just a new
855 symbol that dynamic linker resolves at runtime by calling a resolver function.
857 IFuncs have a name and a resolver that is a function called by dynamic linker
858 that returns address of another function associated with the name.
860 IFunc may have an optional :ref:`linkage type <linkage>` and an optional
861 :ref:`visibility style <visibility>`.
863 Syntax::
865     @<Name> = [Linkage] [Visibility] ifunc <IFuncTy>, <ResolverTy>* @<Resolver>
868 .. _langref_comdats:
870 Comdats
871 -------
873 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
875 Comdats have a name which represents the COMDAT key. All global objects that
876 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
877 that key over some other key. Aliases are placed in the same COMDAT that their
878 aliasee computes to, if any.
880 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
881 choose between keys in two different object files.
883 Syntax::
885     $<Name> = comdat SelectionKind
887 The selection kind must be one of the following:
889 ``any``
890     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
891 ``exactmatch``
892     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
893     same data.
894 ``largest``
895     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
896 ``noduplicates``
897     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
898 ``samesize``
899     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
900     same amount of data.
902 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs, and ELF and WebAssembly
903 only support ``any`` as a selection kind.
905 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
906 the COMDAT key's section is the largest:
908 .. code-block:: text
910    $foo = comdat largest
911    @foo = global i32 2, comdat($foo)
913    define void @bar() comdat($foo) {
914      ret void
915    }
917 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
918 the global name:
920 .. code-block:: text
922   $foo = comdat any
923   @foo = global i32 2, comdat
926 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
927 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
928 and another COMDAT section with selection kind
929 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
930 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
932 There are some restrictions on the properties of the global object.
933 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
934 targeting COFF.
935 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
936 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
937 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
938 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
939 if a collision occurs in the symbol table.
941 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
942 For example:
944 .. code-block:: text
946    $foo = comdat any
947    $bar = comdat any
948    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
949    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
951 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
952 with the same name. This is necessary because both globals belong to different
953 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
954 sections.
956 Note that certain IR constructs like global variables and functions may
957 create COMDATs in the object file in addition to any which are specified using
958 COMDAT IR. This arises when the code generator is configured to emit globals
959 in individual sections (e.g. when `-data-sections` or `-function-sections`
960 is supplied to `llc`).
962 .. _namedmetadatastructure:
964 Named Metadata
965 --------------
967 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
968 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
969 operands for a named metadata.
971 #. Named metadata are represented as a string of characters with the
972    metadata prefix. The rules for metadata names are the same as for
973    identifiers, but quoted names are not allowed. ``"\xx"`` type escapes
974    are still valid, which allows any character to be part of a name.
976 Syntax::
978     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
979     !0 = !{!"zero"}
980     !1 = !{!"one"}
981     !2 = !{!"two"}
982     ; A named metadata.
983     !name = !{!0, !1, !2}
985 .. _paramattrs:
987 Parameter Attributes
988 --------------------
990 The return type and each parameter of a function type may have a set of
991 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
992 used to communicate additional information about the result or
993 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
994 of the function, not of the function type, so functions with different
995 parameter attributes can have the same function type.
997 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
998 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
999 For example:
1001 .. code-block:: llvm
1003     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
1004     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
1005     declare signext i8 @returns_signed_char()
1007 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
1008 ``readonly``) come immediately after the argument list.
1010 Currently, only the following parameter attributes are defined:
1012 ``zeroext``
1013     This indicates to the code generator that the parameter or return
1014     value should be zero-extended to the extent required by the target's
1015     ABI by the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
1016 ``signext``
1017     This indicates to the code generator that the parameter or return
1018     value should be sign-extended to the extent required by the target's
1019     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
1020     the callee (for a return value).
1021 ``inreg``
1022     This indicates that this parameter or return value should be treated
1023     in a special target-dependent fashion while emitting code for
1024     a function call or return (usually, by putting it in a register as
1025     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
1026     two different kinds of registers). Use of this attribute is
1027     target-specific.
1028 ``byval`` or ``byval(<ty>)``
1029     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
1030     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
1031     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
1032     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
1033     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
1034     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
1035     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
1036     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
1037     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
1038     values.
1040     The byval attribute also supports an optional type argument, which must be
1041     the same as the pointee type of the argument.
1043     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
1044     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
1045     form and the known alignment of the pointer specified to the call
1046     site. If the alignment is not specified, then the code generator
1047     makes a target-specific assumption.
1049 .. _attr_inalloca:
1051 ``inalloca``
1053     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
1054     address of outgoing stack arguments. An ``inalloca`` argument must
1055     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
1056     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
1057     inalloca keyword. Only the last argument may have the ``inalloca``
1058     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
1060     An argument allocation may be used by a call at most once because
1061     the call may deallocate it. The ``inalloca`` attribute cannot be
1062     used in conjunction with other attributes that affect argument
1063     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``. The
1064     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
1065     large aggregate return values, which means that frontend authors
1066     must lower them with ``sret`` pointers.
1068     When the call site is reached, the argument allocation must have
1069     been the most recent stack allocation that is still live, or the
1070     behavior is undefined. It is possible to allocate additional stack
1071     space after an argument allocation and before its call site, but it
1072     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
1073     <int_stackrestore>`.
1075     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
1076     attribute.
1078 ``sret``
1079     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
1080     structure that is the return value of the function in the source
1081     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
1082     loads and stores to the structure may be assumed by the callee not
1083     to trap and to be properly aligned. This is not a valid attribute
1084     for return values.
1086 .. _attr_align:
1088 ``align <n>``
1089     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
1090     have the specified alignment.  If the pointer value does not have the
1091     specified alignment, behavior is undefined.
1093     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
1094     ``byval`` attribute, which are documented there.
1096 .. _noalias:
1098 ``noalias``
1099     This indicates that objects accessed via pointer values
1100     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
1101     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
1102     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
1103     also has additional semantics described below. The caller shares the
1104     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
1105     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
1106     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
1108     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
1109     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
1111     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
1112     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
1113     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
1114     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
1115     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
1116     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
1117     storage for any other object accessible to the caller.
1119 ``nocapture``
1120     This indicates that the callee does not make any copies of the
1121     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
1122     attribute for return values.  Addresses used in volatile operations
1123     are considered to be captured.
1125 .. _nest:
1127 ``nest``
1128     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
1129     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
1130     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
1132 ``returned``
1133     This indicates that the function always returns the argument as its return
1134     value. This is a hint to the optimizer and code generator used when
1135     generating the caller, allowing value propagation, tail call optimization,
1136     and omission of register saves and restores in some cases; it is not
1137     checked or enforced when generating the callee. The parameter and the
1138     function return type must be valid operands for the
1139     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a valid attribute for
1140     return values and can only be applied to one parameter.
1142 ``nonnull``
1143     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
1144     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1145     checked or enforced by LLVM; if the parameter or return pointer is null,
1146     the behavior is undefined.
1148 ``dereferenceable(<n>)``
1149     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1150     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1151     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1152     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1153     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1154     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1155     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1156     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1157     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1159 ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1160     This indicates that the parameter or return value isn't both
1161     non-null and non-dereferenceable (up to ``<n>`` bytes) at the same
1162     time. All non-null pointers tagged with
1163     ``dereferenceable_or_null(<n>)`` are ``dereferenceable(<n>)``.
1164     For address space 0 ``dereferenceable_or_null(<n>)`` implies that
1165     a pointer is exactly one of ``dereferenceable(<n>)`` or ``null``,
1166     and in other address spaces ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1167     implies that a pointer is at least one of ``dereferenceable(<n>)``
1168     or ``null`` (i.e. it may be both ``null`` and
1169     ``dereferenceable(<n>)``). This attribute may only be applied to
1170     pointer typed parameters.
1172 ``swiftself``
1173     This indicates that the parameter is the self/context parameter. This is not
1174     a valid attribute for return values and can only be applied to one
1175     parameter.
1177 ``swifterror``
1178     This attribute is motivated to model and optimize Swift error handling. It
1179     can be applied to a parameter with pointer to pointer type or a
1180     pointer-sized alloca. At the call site, the actual argument that corresponds
1181     to a ``swifterror`` parameter has to come from a ``swifterror`` alloca or
1182     the ``swifterror`` parameter of the caller. A ``swifterror`` value (either
1183     the parameter or the alloca) can only be loaded and stored from, or used as
1184     a ``swifterror`` argument. This is not a valid attribute for return values
1185     and can only be applied to one parameter.
1187     These constraints allow the calling convention to optimize access to
1188     ``swifterror`` variables by associating them with a specific register at
1189     call boundaries rather than placing them in memory. Since this does change
1190     the calling convention, a function which uses the ``swifterror`` attribute
1191     on a parameter is not ABI-compatible with one which does not.
1193     These constraints also allow LLVM to assume that a ``swifterror`` argument
1194     does not alias any other memory visible within a function and that a
1195     ``swifterror`` alloca passed as an argument does not escape.
1197 ``immarg``
1198     This indicates the parameter is required to be an immediate
1199     value. This must be a trivial immediate integer or floating-point
1200     constant. Undef or constant expressions are not valid. This is
1201     only valid on intrinsic declarations and cannot be applied to a
1202     call site or arbitrary function.
1204 .. _gc:
1206 Garbage Collector Strategy Names
1207 --------------------------------
1209 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1210 string:
1212 .. code-block:: llvm
1214     define void @f() gc "name" { ... }
1216 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM
1217 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins. Specifying a GC
1218 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the
1219 named garbage collection algorithm. Note that LLVM itself does not contain a
1220 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1221 which can interoperate with a collector provided externally.
1223 .. _prefixdata:
1225 Prefix Data
1226 -----------
1228 Prefix data is data associated with a function which the code
1229 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1230 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1231 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1232 available through the function pointer while still allowing the
1233 function pointer to be called.
1235 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1236 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1237 index -1. This implies that the IR symbol points just past the end of
1238 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1239 with a single ``i32``,
1241 .. code-block:: llvm
1243     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1245 The prefix data can be referenced as,
1247 .. code-block:: llvm
1249     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1250     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1251     %b = load i32, i32* %a
1253 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1254 of the prefix data's type. The function will be placed such that the
1255 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1256 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1257 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1258 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1259 data.
1261 A function may have prefix data but no body. This has similar semantics
1262 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1263 optimizers but will not be emitted in the object file.
1265 .. _prologuedata:
1267 Prologue Data
1268 -------------
1270 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1271 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1272 function hot-patching and instrumentation.
1274 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1275 have a particular format. Specifically, it must begin with a sequence of
1276 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1277 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1278 the prologue data, without performing any other visible action. This allows
1279 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1280 definition without needing to reason about the prologue data. Obviously this
1281 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1283 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1284 which encodes the ``nop`` instruction:
1286 .. code-block:: text
1288     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1290 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1291 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1292 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1294 .. code-block:: text
1296     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1298     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1300 A function may have prologue data but no body. This has similar semantics
1301 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1302 optimizers but will not be emitted in the object file.
1304 .. _personalityfn:
1306 Personality Function
1307 --------------------
1309 The ``personality`` attribute permits functions to specify what function
1310 to use for exception handling.
1312 .. _attrgrp:
1314 Attribute Groups
1315 ----------------
1317 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1318 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1319 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1320 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1321 group will capture the important command line flags used to build that file.
1323 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1324 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1325 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1326 different groups are merged.
1328 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1329 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1331 .. code-block:: llvm
1333    ; Target-independent attributes:
1334    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1336    ; Target-dependent attributes:
1337    attributes #1 = { "no-sse" }
1339    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1340    define void @f() #0 #1 { ... }
1342 .. _fnattrs:
1344 Function Attributes
1345 -------------------
1347 Function attributes are set to communicate additional information about
1348 a function. Function attributes are considered to be part of the
1349 function, not of the function type, so functions with different function
1350 attributes can have the same function type.
1352 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1353 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1354 example:
1356 .. code-block:: llvm
1358     define void @f() noinline { ... }
1359     define void @f() alwaysinline { ... }
1360     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1361     define void @f() optsize { ... }
1363 ``alignstack(<n>)``
1364     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1365     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1366     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1367     parentheses.
1368 ``allocsize(<EltSizeParam>[, <NumEltsParam>])``
1369     This attribute indicates that the annotated function will always return at
1370     least a given number of bytes (or null). Its arguments are zero-indexed
1371     parameter numbers; if one argument is provided, then it's assumed that at
1372     least ``CallSite.Args[EltSizeParam]`` bytes will be available at the
1373     returned pointer. If two are provided, then it's assumed that
1374     ``CallSite.Args[EltSizeParam] * CallSite.Args[NumEltsParam]`` bytes are
1375     available. The referenced parameters must be integer types. No assumptions
1376     are made about the contents of the returned block of memory.
1377 ``alwaysinline``
1378     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1379     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1380     inlining size threshold for this caller.
1381 ``builtin``
1382     This indicates that the callee function at a call site should be
1383     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1384     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1385     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1386     attribute.
1387 ``cold``
1388     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1389     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1390     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1391     weight.
1392 ``convergent``
1393     In some parallel execution models, there exist operations that cannot be
1394     made control-dependent on any additional values.  We call such operations
1395     ``convergent``, and mark them with this attribute.
1397     The ``convergent`` attribute may appear on functions or call/invoke
1398     instructions.  When it appears on a function, it indicates that calls to
1399     this function should not be made control-dependent on additional values.
1400     For example, the intrinsic ``llvm.nvvm.barrier0`` is ``convergent``, so
1401     calls to this intrinsic cannot be made control-dependent on additional
1402     values.
1404     When it appears on a call/invoke, the ``convergent`` attribute indicates
1405     that we should treat the call as though we're calling a convergent
1406     function.  This is particularly useful on indirect calls; without this we
1407     may treat such calls as though the target is non-convergent.
1409     The optimizer may remove the ``convergent`` attribute on functions when it
1410     can prove that the function does not execute any convergent operations.
1411     Similarly, the optimizer may remove ``convergent`` on calls/invokes when it
1412     can prove that the call/invoke cannot call a convergent function.
1413 ``inaccessiblememonly``
1414     This attribute indicates that the function may only access memory that
1415     is not accessible by the module being compiled. This is a weaker form
1416     of ``readnone``. If the function reads or writes other memory, the
1417     behavior is undefined.
1418 ``inaccessiblemem_or_argmemonly``
1419     This attribute indicates that the function may only access memory that is
1420     either not accessible by the module being compiled, or is pointed to
1421     by its pointer arguments. This is a weaker form of  ``argmemonly``. If the
1422     function reads or writes other memory, the behavior is undefined.
1423 ``inlinehint``
1424     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1425     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1426     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1427     inliner.
1428 ``jumptable``
1429     This attribute indicates that the function should be added to a
1430     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1431     references to this function should be replaced with a reference to the
1432     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1433     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1434     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1435     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1436 ``minsize``
1437     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1438     passes make choices that keep the code size of this function as small
1439     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1440     performance in order to minimize the size of the generated code.
1441 ``naked``
1442     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1443     function. This can have very system-specific consequences.
1444 ``no-jump-tables``
1445     When this attribute is set to true, the jump tables and lookup tables that
1446     can be generated from a switch case lowering are disabled.
1447 ``nobuiltin``
1448     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1449     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1450     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1451     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1452     and on function declarations and definitions.
1453 ``noduplicate``
1454     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1455     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1456     within its parent function, but may not be duplicated within
1457     its parent function.
1459     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1460     be an inlining candidate, provided that the call is not
1461     duplicated by inlining. That implies that the function has
1462     internal linkage and only has one call site, so the original
1463     call is dead after inlining.
1464 ``nofree``
1465     This function attribute indicates that the function does not, directly or
1466     indirectly, call a memory-deallocation function (free, for example). As a
1467     result, uncaptured pointers that are known to be dereferenceable prior to a
1468     call to a function with the ``nofree`` attribute are still known to be
1469     dereferenceable after the call (the capturing condition is necessary in
1470     environments where the function might communicate the pointer to another thread
1471     which then deallocates the memory).
1472 ``noimplicitfloat``
1473     This attributes disables implicit floating-point instructions.
1474 ``noinline``
1475     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1476     function in any situation. This attribute may not be used together
1477     with the ``alwaysinline`` attribute.
1478 ``nonlazybind``
1479     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1480     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1481     startup time if the function is not called during program startup.
1482 ``noredzone``
1483     This attribute indicates that the code generator should not use a
1484     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1485 ``indirect-tls-seg-refs``
1486     This attribute indicates that the code generator should not use
1487     direct TLS access through segment registers, even if the
1488     target-specific ABI normally permits it.
1489 ``noreturn``
1490     This function attribute indicates that the function never returns
1491     normally, hence through a return instruction. This produces undefined
1492     behavior at runtime if the function ever does dynamically return. Annotated
1493     functions may still raise an exception, i.a., ``nounwind`` is not implied.
1494 ``norecurse``
1495     This function attribute indicates that the function does not call itself
1496     either directly or indirectly down any possible call path. This produces
1497     undefined behavior at runtime if the function ever does recurse.
1498 ``willreturn``
1499     This function attribute indicates that a call of this function will
1500     either exhibit undefined behavior or comes back and continues execution
1501     at a point in the existing call stack that includes the current invocation.
1502     Annotated functions may still raise an exception, i.a., ``nounwind`` is not implied.
1503     If an invocation of an annotated function does not return control back
1504     to a point in the call stack, the behavior is undefined.
1505 ``nosync``
1506     This function attribute indicates that the function does not communicate
1507     (synchronize) with another thread through memory or other well-defined means.
1508     Synchronization is considered possible in the presence of `atomic` accesses
1509     that enforce an order, thus not "unordered" and "monotonic", `volatile` accesses,
1510     as well as `convergent` function calls. Note that through `convergent` function calls
1511     non-memory communication, e.g., cross-lane operations, are possible and are also
1512     considered synchronization. However `convergent` does not contradict `nosync`.
1513     If an annotated function does ever synchronize with another thread,
1514     the behavior is undefined.
1515 ``nounwind``
1516     This function attribute indicates that the function never raises an
1517     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1518     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1519     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1520     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1521     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1522 ``"null-pointer-is-valid"``
1523    If ``"null-pointer-is-valid"`` is set to ``"true"``, then ``null`` address
1524    in address-space 0 is considered to be a valid address for memory loads and
1525    stores. Any analysis or optimization should not treat dereferencing a
1526    pointer to ``null`` as undefined behavior in this function.
1527    Note: Comparing address of a global variable to ``null`` may still
1528    evaluate to false because of a limitation in querying this attribute inside
1529    constant expressions.
1530 ``optforfuzzing``
1531     This attribute indicates that this function should be optimized
1532     for maximum fuzzing signal.
1533 ``optnone``
1534     This function attribute indicates that most optimization passes will skip
1535     this function, with the exception of interprocedural optimization passes.
1536     Code generation defaults to the "fast" instruction selector.
1537     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1538     attribute; this attribute is also incompatible
1539     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1541     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1542     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1543     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1544     candidates for inlining into the body of this function.
1545 ``optsize``
1546     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1547     passes make choices that keep the code size of this function low,
1548     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1549     long as they do not significantly impact runtime performance.
1550 ``"patchable-function"``
1551     This attribute tells the code generator that the code
1552     generated for this function needs to follow certain conventions that
1553     make it possible for a runtime function to patch over it later.
1554     The exact effect of this attribute depends on its string value,
1555     for which there currently is one legal possibility:
1557      * ``"prologue-short-redirect"`` - This style of patchable
1558        function is intended to support patching a function prologue to
1559        redirect control away from the function in a thread safe
1560        manner.  It guarantees that the first instruction of the
1561        function will be large enough to accommodate a short jump
1562        instruction, and will be sufficiently aligned to allow being
1563        fully changed via an atomic compare-and-swap instruction.
1564        While the first requirement can be satisfied by inserting large
1565        enough NOP, LLVM can and will try to re-purpose an existing
1566        instruction (i.e. one that would have to be emitted anyway) as
1567        the patchable instruction larger than a short jump.
1569        ``"prologue-short-redirect"`` is currently only supported on
1570        x86-64.
1572     This attribute by itself does not imply restrictions on
1573     inter-procedural optimizations.  All of the semantic effects the
1574     patching may have to be separately conveyed via the linkage type.
1575 ``"probe-stack"``
1576     This attribute indicates that the function will trigger a guard region
1577     in the end of the stack. It ensures that accesses to the stack must be
1578     no further apart than the size of the guard region to a previous
1579     access of the stack. It takes one required string value, the name of
1580     the stack probing function that will be called.
1582     If a function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into
1583     a function with another ``"probe-stack"`` attribute, the resulting
1584     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the caller. If a
1585     function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into a
1586     function that has no ``"probe-stack"`` attribute at all, the resulting
1587     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the callee.
1588 ``readnone``
1589     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1590     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1591     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1592     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1593     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1594     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1595     to callers. This means while it cannot unwind exceptions by calling
1596     the ``C++`` exception throwing methods (since they write to memory), there may
1597     be non-``C++`` mechanisms that throw exceptions without writing to LLVM
1598     visible memory.
1600     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1601     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1602     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1604     If a readnone function reads or writes memory visible to the program, or
1605     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads from
1606     or writes to a readnone pointer argument, the behavior is undefined.
1607 ``readonly``
1608     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1609     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1610     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1611     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1612     state that may be set in the caller. A readonly function always
1613     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1614     called with the same set of arguments and global state.  This means while it
1615     cannot unwind exceptions by calling the ``C++`` exception throwing methods
1616     (since they write to memory), there may be non-``C++`` mechanisms that throw
1617     exceptions without writing to LLVM visible memory.
1619     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1620     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1621     the pointer points to.
1623     If a readonly function writes memory visible to the program, or
1624     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function writes to
1625     a readonly pointer argument, the behavior is undefined.
1626 ``"stack-probe-size"``
1627     This attribute controls the behavior of stack probes: either
1628     the ``"probe-stack"`` attribute, or ABI-required stack probes, if any.
1629     It defines the size of the guard region. It ensures that if the function
1630     may use more stack space than the size of the guard region, stack probing
1631     sequence will be emitted. It takes one required integer value, which
1632     is 4096 by default.
1634     If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is inlined into
1635     a function with another ``"stack-probe-size"`` attribute, the resulting
1636     function has the ``"stack-probe-size"`` attribute that has the lower
1637     numeric value. If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is
1638     inlined into a function that has no ``"stack-probe-size"`` attribute
1639     at all, the resulting function has the ``"stack-probe-size"`` attribute
1640     of the callee.
1641 ``"no-stack-arg-probe"``
1642     This attribute disables ABI-required stack probes, if any.
1643 ``writeonly``
1644     On a function, this attribute indicates that the function may write to but
1645     does not read from memory.
1647     On an argument, this attribute indicates that the function may write to but
1648     does not read through this pointer argument (even though it may read from
1649     the memory that the pointer points to).
1651     If a writeonly function reads memory visible to the program, or
1652     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads
1653     from a writeonly pointer argument, the behavior is undefined.
1654 ``argmemonly``
1655     This attribute indicates that the only memory accesses inside function are
1656     loads and stores from objects pointed to by its pointer-typed arguments,
1657     with arbitrary offsets. Or in other words, all memory operations in the
1658     function can refer to memory only using pointers based on its function
1659     arguments.
1661     Note that ``argmemonly`` can be used together with ``readonly`` attribute
1662     in order to specify that function reads only from its arguments.
1664     If an argmemonly function reads or writes memory other than the pointer
1665     arguments, or has other side-effects, the behavior is undefined.
1666 ``returns_twice``
1667     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1668     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1669     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1670     functions.
1671 ``safestack``
1672     This attribute indicates that
1673     `SafeStack <http://clang.llvm.org/docs/SafeStack.html>`_
1674     protection is enabled for this function.
1676     If a function that has a ``safestack`` attribute is inlined into a
1677     function that doesn't have a ``safestack`` attribute or which has an
1678     ``ssp``, ``sspstrong`` or ``sspreq`` attribute, then the resulting
1679     function will have a ``safestack`` attribute.
1680 ``sanitize_address``
1681     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1682     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1683 ``sanitize_memory``
1684     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1685     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1686 ``sanitize_thread``
1687     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1688     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1689 ``sanitize_hwaddress``
1690     This attribute indicates that HWAddressSanitizer checks
1691     (dynamic address safety analysis based on tagged pointers) are enabled for
1692     this function.
1693 ``sanitize_memtag``
1694     This attribute indicates that MemTagSanitizer checks
1695     (dynamic address safety analysis based on Armv8 MTE) are enabled for
1696     this function.
1697 ``speculative_load_hardening``
1698     This attribute indicates that
1699     `Speculative Load Hardening <https://llvm.org/docs/SpeculativeLoadHardening.html>`_
1700     should be enabled for the function body.
1702     Speculative Load Hardening is a best-effort mitigation against
1703     information leak attacks that make use of control flow
1704     miss-speculation - specifically miss-speculation of whether a branch
1705     is taken or not. Typically vulnerabilities enabling such attacks are
1706     classified as "Spectre variant #1". Notably, this does not attempt to
1707     mitigate against miss-speculation of branch target, classified as
1708     "Spectre variant #2" vulnerabilities.
1710     When inlining, the attribute is sticky. Inlining a function that carries
1711     this attribute will cause the caller to gain the attribute. This is intended
1712     to provide a maximally conservative model where the code in a function
1713     annotated with this attribute will always (even after inlining) end up
1714     hardened.
1715 ``speculatable``
1716     This function attribute indicates that the function does not have any
1717     effects besides calculating its result and does not have undefined behavior.
1718     Note that ``speculatable`` is not enough to conclude that along any
1719     particular execution path the number of calls to this function will not be
1720     externally observable. This attribute is only valid on functions
1721     and declarations, not on individual call sites. If a function is
1722     incorrectly marked as speculatable and really does exhibit
1723     undefined behavior, the undefined behavior may be observed even
1724     if the call site is dead code.
1726 ``ssp``
1727     This attribute indicates that the function should emit a stack
1728     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1729     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1730     return from the function to see if it has been overwritten. A
1731     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1732     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1734     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1735     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1736     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1737       ``ssp-buffer-size``.
1739     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1740     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1742     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1743     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1744     function will have an ``ssp`` attribute.
1745 ``sspreq``
1746     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1747     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1748     attribute.
1750     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1751     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1752     The specific layout rules are:
1754     #. Large arrays and structures containing large arrays
1755        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1756     #. Small arrays and structures containing small arrays
1757        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1758     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1759        protector.
1761     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1762     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1763     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1764     an ``sspreq`` attribute.
1765 ``sspstrong``
1766     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1767     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1768     determining if a function needs stack protectors. The strong heuristic
1769     will enable protectors for functions with:
1771     - Arrays of any size and type
1772     - Aggregates containing an array of any size and type.
1773     - Calls to alloca().
1774     - Local variables that have had their address taken.
1776     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1777     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1778     The specific layout rules are:
1780     #. Large arrays and structures containing large arrays
1781        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1782     #. Small arrays and structures containing small arrays
1783        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1784     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1785        protector.
1787     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1789     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1790     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1791     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1792 ``strictfp``
1793     This attribute indicates that the function was called from a scope that
1794     requires strict floating-point semantics.  LLVM will not attempt any
1795     optimizations that require assumptions about the floating-point rounding
1796     mode or that might alter the state of floating-point status flags that
1797     might otherwise be set or cleared by calling this function. LLVM will
1798     not introduce any new floating-point instructions that may trap.
1799 ``"thunk"``
1800     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1801     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1802     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1803     match the thunk target prototype.
1804 ``uwtable``
1805     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1806     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1807     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1808     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1809     units.
1810 ``nocf_check``
1811     This attribute indicates that no control-flow check will be performed on
1812     the attributed entity. It disables -fcf-protection=<> for a specific
1813     entity to fine grain the HW control flow protection mechanism. The flag
1814     is target independent and currently appertains to a function or function
1815     pointer.
1816 ``shadowcallstack``
1817     This attribute indicates that the ShadowCallStack checks are enabled for
1818     the function. The instrumentation checks that the return address for the
1819     function has not changed between the function prolog and eiplog. It is
1820     currently x86_64-specific.
1822 .. _glattrs:
1824 Global Attributes
1825 -----------------
1827 Attributes may be set to communicate additional information about a global variable.
1828 Unlike :ref:`function attributes <fnattrs>`, attributes on a global variable
1829 are grouped into a single :ref:`attribute group <attrgrp>`.
1831 .. _opbundles:
1833 Operand Bundles
1834 ---------------
1836 Operand bundles are tagged sets of SSA values that can be associated
1837 with certain LLVM instructions (currently only ``call`` s and
1838 ``invoke`` s).  In a way they are like metadata, but dropping them is
1839 incorrect and will change program semantics.
1841 Syntax::
1843     operand bundle set ::= '[' operand bundle (, operand bundle )* ']'
1844     operand bundle ::= tag '(' [ bundle operand ] (, bundle operand )* ')'
1845     bundle operand ::= SSA value
1846     tag ::= string constant
1848 Operand bundles are **not** part of a function's signature, and a
1849 given function may be called from multiple places with different kinds
1850 of operand bundles.  This reflects the fact that the operand bundles
1851 are conceptually a part of the ``call`` (or ``invoke``), not the
1852 callee being dispatched to.
1854 Operand bundles are a generic mechanism intended to support
1855 runtime-introspection-like functionality for managed languages.  While
1856 the exact semantics of an operand bundle depend on the bundle tag,
1857 there are certain limitations to how much the presence of an operand
1858 bundle can influence the semantics of a program.  These restrictions
1859 are described as the semantics of an "unknown" operand bundle.  As
1860 long as the behavior of an operand bundle is describable within these
1861 restrictions, LLVM does not need to have special knowledge of the
1862 operand bundle to not miscompile programs containing it.
1864 - The bundle operands for an unknown operand bundle escape in unknown
1865   ways before control is transferred to the callee or invokee.
1866 - Calls and invokes with operand bundles have unknown read / write
1867   effect on the heap on entry and exit (even if the call target is
1868   ``readnone`` or ``readonly``), unless they're overridden with
1869   callsite specific attributes.
1870 - An operand bundle at a call site cannot change the implementation
1871   of the called function.  Inter-procedural optimizations work as
1872   usual as long as they take into account the first two properties.
1874 More specific types of operand bundles are described below.
1876 .. _deopt_opbundles:
1878 Deoptimization Operand Bundles
1879 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1881 Deoptimization operand bundles are characterized by the ``"deopt"``
1882 operand bundle tag.  These operand bundles represent an alternate
1883 "safe" continuation for the call site they're attached to, and can be
1884 used by a suitable runtime to deoptimize the compiled frame at the
1885 specified call site.  There can be at most one ``"deopt"`` operand
1886 bundle attached to a call site.  Exact details of deoptimization is
1887 out of scope for the language reference, but it usually involves
1888 rewriting a compiled frame into a set of interpreted frames.
1890 From the compiler's perspective, deoptimization operand bundles make
1891 the call sites they're attached to at least ``readonly``.  They read
1892 through all of their pointer typed operands (even if they're not
1893 otherwise escaped) and the entire visible heap.  Deoptimization
1894 operand bundles do not capture their operands except during
1895 deoptimization, in which case control will not be returned to the
1896 compiled frame.
1898 The inliner knows how to inline through calls that have deoptimization
1899 operand bundles.  Just like inlining through a normal call site
1900 involves composing the normal and exceptional continuations, inlining
1901 through a call site with a deoptimization operand bundle needs to
1902 appropriately compose the "safe" deoptimization continuation.  The
1903 inliner does this by prepending the parent's deoptimization
1904 continuation to every deoptimization continuation in the inlined body.
1905 E.g. inlining ``@f`` into ``@g`` in the following example
1907 .. code-block:: llvm
1909     define void @f() {
1910       call void @x()  ;; no deopt state
1911       call void @y() [ "deopt"(i32 10) ]
1912       call void @y() [ "deopt"(i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1913       ret void
1914     }
1916     define void @g() {
1917       call void @f() [ "deopt"(i32 20) ]
1918       ret void
1919     }
1921 will result in
1923 .. code-block:: llvm
1925     define void @g() {
1926       call void @x()  ;; still no deopt state
1927       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10) ]
1928       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1929       ret void
1930     }
1932 It is the frontend's responsibility to structure or encode the
1933 deoptimization state in a way that syntactically prepending the
1934 caller's deoptimization state to the callee's deoptimization state is
1935 semantically equivalent to composing the caller's deoptimization
1936 continuation after the callee's deoptimization continuation.
1938 .. _ob_funclet:
1940 Funclet Operand Bundles
1941 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1943 Funclet operand bundles are characterized by the ``"funclet"``
1944 operand bundle tag.  These operand bundles indicate that a call site
1945 is within a particular funclet.  There can be at most one
1946 ``"funclet"`` operand bundle attached to a call site and it must have
1947 exactly one bundle operand.
1949 If any funclet EH pads have been "entered" but not "exited" (per the
1950 `description in the EH doc\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
1951 it is undefined behavior to execute a ``call`` or ``invoke`` which:
1953 * does not have a ``"funclet"`` bundle and is not a ``call`` to a nounwind
1954   intrinsic, or
1955 * has a ``"funclet"`` bundle whose operand is not the most-recently-entered
1956   not-yet-exited funclet EH pad.
1958 Similarly, if no funclet EH pads have been entered-but-not-yet-exited,
1959 executing a ``call`` or ``invoke`` with a ``"funclet"`` bundle is undefined behavior.
1961 GC Transition Operand Bundles
1962 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1964 GC transition operand bundles are characterized by the
1965 ``"gc-transition"`` operand bundle tag. These operand bundles mark a
1966 call as a transition between a function with one GC strategy to a
1967 function with a different GC strategy. If coordinating the transition
1968 between GC strategies requires additional code generation at the call
1969 site, these bundles may contain any values that are needed by the
1970 generated code.  For more details, see :ref:`GC Transitions
1971 <gc_transition_args>`.
1973 .. _moduleasm:
1975 Module-Level Inline Assembly
1976 ----------------------------
1978 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1979 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1980 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1981 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1983 .. code-block:: llvm
1985     module asm "inline asm code goes here"
1986     module asm "more can go here"
1988 The strings can contain any character by escaping non-printable
1989 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1990 two digit hex code for the number.
1992 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1993 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1995 .. _langref_datalayout:
1997 Data Layout
1998 -----------
2000 A module may specify a target specific data layout string that specifies
2001 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
2002 simply:
2004 .. code-block:: llvm
2006     target datalayout = "layout specification"
2008 The *layout specification* consists of a list of specifications
2009 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
2010 with a letter and may include other information after the letter to
2011 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
2012 as follows:
2014 ``E``
2015     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
2016     the bits with the most significance have the lowest address
2017     location.
2018 ``e``
2019     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
2020     is, the bits with the least significance have the lowest address
2021     location.
2022 ``S<size>``
2023     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
2024     promotion of stack variables is limited to the natural stack
2025     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
2026     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
2027     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
2028     alignment promotions.
2029 ``P<address space>``
2030     Specifies the address space that corresponds to program memory.
2031     Harvard architectures can use this to specify what space LLVM
2032     should place things such as functions into. If omitted, the
2033     program memory space defaults to the default address space of 0,
2034     which corresponds to a Von Neumann architecture that has code
2035     and data in the same space.
2036 ``A<address space>``
2037     Specifies the address space of objects created by '``alloca``'.
2038     Defaults to the default address space of 0.
2039 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>:<idx>``
2040     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
2041     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. The fourth parameter
2042     ``<idx>`` is a size of index that used for address calculation. If not
2043     specified, the default index size is equal to the pointer size. All sizes
2044     are in bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
2045     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
2046     in the range [1,2^23).
2047 ``i<size>:<abi>:<pref>``
2048     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
2049     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
2050 ``v<size>:<abi>:<pref>``
2051     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
2052     ``<size>``.
2053 ``f<size>:<abi>:<pref>``
2054     This specifies the alignment for a floating-point type of a given bit
2055     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
2056     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
2057     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
2058     targets.
2059 ``a:<abi>:<pref>``
2060     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
2061 ``F<type><abi>``
2062     This specifies the alignment for function pointers.
2063     The options for ``<type>`` are:
2065     * ``i``: The alignment of function pointers is independent of the alignment
2066       of functions, and is a multiple of ``<abi>``.
2067     * ``n``: The alignment of function pointers is a multiple of the explicit
2068       alignment specified on the function, and is a multiple of ``<abi>``.
2069 ``m:<mangling>``
2070     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. Symbols
2071     prefixed with the mangling escape character ``\01`` are passed through
2072     directly to the assembler without the escape character. The mangling style
2073     options are
2075     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
2076     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
2077     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
2078       symbols get a ``_`` prefix.
2079     * ``x``: Windows x86 COFF mangling: Private symbols get the usual prefix.
2080       Regular C symbols get a ``_`` prefix. Functions with ``__stdcall``,
2081       ``__fastcall``, and ``__vectorcall`` have custom mangling that appends
2082       ``@N`` where N is the number of bytes used to pass parameters. C++ symbols
2083       starting with ``?`` are not mangled in any way.
2084     * ``w``: Windows COFF mangling: Similar to ``x``, except that normal C
2085       symbols do not receive a ``_`` prefix.
2086 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
2087     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
2088     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
2089     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
2090     this set are considered to support most general arithmetic operations
2091     efficiently.
2092 ``ni:<address space0>:<address space1>:<address space2>...``
2093     This specifies pointer types with the specified address spaces
2094     as :ref:`Non-Integral Pointer Type <nointptrtype>` s.  The ``0``
2095     address space cannot be specified as non-integral.
2097 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
2098 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
2099 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
2101 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
2102 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
2103 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
2104 specifications are given in this list:
2106 -  ``E`` - big endian
2107 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
2108 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
2109    same as the default address space.
2110 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
2111 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
2112 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
2113 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
2114 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
2115 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
2116    alignment of 64-bits
2117 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
2118 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
2119 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
2120 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
2121 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
2122 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
2123 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
2125 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
2126 following rules:
2128 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
2129    that specification is used.
2130 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
2131    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
2132    sought type is used. If none of the specifications are larger than
2133    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
2134    given the default specifications above, the i7 type will use the
2135    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
2136    alignment of i64 (largest specified).
2137 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
2138    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
2139    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
2140    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
2142 The function of the data layout string may not be what you expect.
2143 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
2144 the code generator should use.
2146 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
2147 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
2148 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
2149 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
2150 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
2151 don't specify the string, the default specifications will be used to
2152 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
2153 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
2154 these default specifications.
2156 .. _langref_triple:
2158 Target Triple
2159 -------------
2161 A module may specify a target triple string that describes the target
2162 host. The syntax for the target triple is simply:
2164 .. code-block:: llvm
2166     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
2168 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
2169 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
2173     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
2174     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
2176 This information is passed along to the backend so that it generates
2177 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
2178 command line with the ``-mtriple`` command line option.
2180 .. _pointeraliasing:
2182 Pointer Aliasing Rules
2183 ----------------------
2185 Any memory access must be done through a pointer value associated with
2186 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
2187 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
2188 to the following rules:
2190 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
2191    value it is *based* on.
2192 -  An address of a global variable is associated with the address range
2193    of the variable's storage.
2194 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
2195    address range of the allocated storage.
2196 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
2197    address.
2198 -  An :ref:`undef value <undefvalues>` in *any* address-space is
2199    associated with no address.
2200 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
2201    a function not defined within LLVM may be associated with address
2202    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
2203    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
2204    allocated by mechanisms provided by LLVM.
2206 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
2207 following rules:
2209 -  A pointer value formed from a scalar ``getelementptr`` operation is *based* on
2210    the pointer-typed operand of the ``getelementptr``.
2211 -  The pointer in lane *l* of the result of a vector ``getelementptr`` operation
2212    is *based* on the pointer in lane *l* of the vector-of-pointers-typed operand
2213    of the ``getelementptr``.
2214 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
2215    ``bitcast``.
2216 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
2217    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
2218    the pointer's value.
2219 -  The "*based* on" relationship is transitive.
2221 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
2222 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
2224 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
2225 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
2226 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
2227 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
2228 alignment of the store.
2230 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
2231 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
2232 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
2233 which specialized optimization passes may use to implement type-based
2234 alias analysis.
2236 .. _volatile:
2238 Volatile Memory Accesses
2239 ------------------------
2241 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
2242 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
2243 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
2244 volatile operations or change their order of execution relative to other
2245 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
2246 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
2247 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
2249 A volatile load or store may have additional target-specific semantics.
2250 Any volatile operation can have side effects, and any volatile operation
2251 can read and/or modify state which is not accessible via a regular load
2252 or store in this module. Volatile operations may use addresses which do
2253 not point to memory (like MMIO registers). This means the compiler may
2254 not use a volatile operation to prove a non-volatile access to that
2255 address has defined behavior.
2257 The allowed side-effects for volatile accesses are limited.  If a
2258 non-volatile store to a given address would be legal, a volatile
2259 operation may modify the memory at that address. A volatile operation
2260 may not modify any other memory accessible by the module being compiled.
2261 A volatile operation may not call any code in the current module.
2263 The compiler may assume execution will continue after a volatile operation,
2264 so operations which modify memory or may have undefined behavior can be
2265 hoisted past a volatile operation.
2267 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
2268 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
2269 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
2270 target-legal volatile load/store instructions.
2272 .. admonition:: Rationale
2274  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
2275  data width to be executed as single instruction. For example, in C
2276  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
2277  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
2278  frontend upholds these expectations, which are intentionally
2279  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
2280  do not violate the frontend's contract with the language.
2282 .. _memmodel:
2284 Memory Model for Concurrent Operations
2285 --------------------------------------
2287 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
2288 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
2289 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
2290 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
2292 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
2294 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
2295 that
2297 -  Is a superset of single-thread program order, and
2298 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
2299    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
2300    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
2301    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
2302    Constraints <ordering>`).
2304 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
2305 between a thread and signals executing inside that thread.
2307 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
2308 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
2309 (defined) write operations (store instructions, atomic
2310 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
2311 section, initialized globals are considered to have a write of the
2312 initializer which is atomic and happens before any other read or write
2313 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
2314 may see any write to the same byte, except:
2316 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
2317    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
2318    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
2319 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
2320    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
2322 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
2324 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
2325    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
2326    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
2327    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
2328    synchronization.)
2329 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
2330    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
2331 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
2332    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
2333 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
2334    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
2335    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
2336    constraints on how the choice is made.
2337 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
2339 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
2340 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
2341 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
2342 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
2343 than one instruction to read the series of bytes.
2345 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
2346 model places only one restriction on IR transformations on top of what
2347 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
2348 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
2349 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
2350 from an address, introducing a store can change a load that may see
2351 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
2353 .. _ordering:
2355 Atomic Memory Ordering Constraints
2356 ----------------------------------
2358 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
2359 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
2360 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
2361 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
2362 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
2363 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
2364 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
2365 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
2366 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
2367 differently since they don't take an address. See that instruction's
2368 documentation for details.
2370 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
2371 :doc:`Atomics`.
2373 ``unordered``
2374     The set of values that can be read is governed by the happens-before
2375     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
2376     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
2377     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
2378     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
2379     to make them atomic in any interesting way.
2380 ``monotonic``
2381     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
2382     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
2383     address. All modification orders must be compatible with the
2384     happens-before order. There is no guarantee that the modification
2385     orders can be combined to a global total order for the whole program
2386     (and this often will not be possible). The read in an atomic
2387     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
2388     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
2389     order immediately before the value it writes. If one atomic read
2390     happens before another atomic read of the same address, the later
2391     read must see the same value or a later value in the address's
2392     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
2393     stronger) operations on the same address. If an address is written
2394     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
2395     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
2396     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
2397     ``memory_order_relaxed``.
2398 ``acquire``
2399     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
2400     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
2401     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
2402 ``release``
2403     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
2404     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
2405     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
2406     complete description; see the C++0x definition of a release
2407     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
2408     ``memory_order_release``.
2409 ``acq_rel`` (acquire+release)
2410     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
2411     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
2412 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
2413     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
2414     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
2415     writes), there is a global total order on all
2416     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
2417     consistent with the *happens-before* partial order and with the
2418     modification orders of all the affected addresses. Each
2419     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
2420     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
2421     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
2423 .. _syncscope:
2425 If an atomic operation is marked ``syncscope("singlethread")``, it only
2426 *synchronizes with* and only participates in the seq\_cst total orderings of
2427 other operations running in the same thread (for example, in signal handlers).
2429 If an atomic operation is marked ``syncscope("<target-scope>")``, where
2430 ``<target-scope>`` is a target specific synchronization scope, then it is target
2431 dependent if it *synchronizes with* and participates in the seq\_cst total
2432 orderings of other operations.
2434 Otherwise, an atomic operation that is not marked ``syncscope("singlethread")``
2435 or ``syncscope("<target-scope>")`` *synchronizes with* and participates in the
2436 seq\_cst total orderings of other operations that are not marked
2437 ``syncscope("singlethread")`` or ``syncscope("<target-scope>")``.
2439 .. _floatenv:
2441 Floating-Point Environment
2442 --------------------------
2444 The default LLVM floating-point environment assumes that floating-point
2445 instructions do not have side effects. Results assume the round-to-nearest
2446 rounding mode. No floating-point exception state is maintained in this
2447 environment. Therefore, there is no attempt to create or preserve invalid
2448 operation (SNaN) or division-by-zero exceptions.
2450 The benefit of this exception-free assumption is that floating-point
2451 operations may be speculated freely without any other fast-math relaxations
2452 to the floating-point model.
2454 Code that requires different behavior than this should use the
2455 :ref:`Constrained Floating-Point Intrinsics <constrainedfp>`.
2457 .. _fastmath:
2459 Fast-Math Flags
2460 ---------------
2462 LLVM IR floating-point operations (:ref:`fneg <i_fneg>`, :ref:`fadd <i_fadd>`,
2463 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
2464 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`), :ref:`phi <i_phi>`,
2465 :ref:`select <i_select>` and :ref:`call <i_call>`
2466 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2467 floating-point transformations.
2469 ``nnan``
2470    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2471    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2472    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2474 ``ninf``
2475    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2476    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2477    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2479 ``nsz``
2480    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2481    argument or result as insignificant.
2483 ``arcp``
2484    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2485    argument rather than perform division.
2487 ``contract``
2488    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2489    addition into a fused multiply-and-add).
2491 ``afn``
2492    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2493    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2494    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2496 ``reassoc``
2497    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2498    This may dramatically change results in floating-point.
2500 ``fast``
2501    This flag implies all of the others.
2503 .. _uselistorder:
2505 Use-list Order Directives
2506 -------------------------
2508 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2509 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2510 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2511 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2513 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2514 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2515 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2517 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2518 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2519 function's scope.
2521 :Syntax:
2525     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2526     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2528 :Examples:
2532     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2533     entry:
2534       ; ... instructions ...
2535     bb:
2536       ; ... instructions ...
2538       ; At function scope.
2539       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2540       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2541     }
2543     ; At global scope.
2544     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2545     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2546     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2547     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2549 .. _source_filename:
2551 Source Filename
2552 ---------------
2554 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2555 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2556 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2557 the IR and bitcode.
2559 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2560 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2561 source file name to the local function name.
2563 The syntax for the source file name is simply:
2565 .. code-block:: text
2567     source_filename = "/path/to/source.c"
2569 .. _typesystem:
2571 Type System
2572 ===========
2574 The LLVM type system is one of the most important features of the
2575 intermediate representation. Being typed enables a number of
2576 optimizations to be performed on the intermediate representation
2577 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2578 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2579 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2580 not feasible to perform on normal three address code representations.
2582 .. _t_void:
2584 Void Type
2585 ---------
2587 :Overview:
2590 The void type does not represent any value and has no size.
2592 :Syntax:
2597       void
2600 .. _t_function:
2602 Function Type
2603 -------------
2605 :Overview:
2608 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2609 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2610 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2611 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2613 :Syntax:
2617       <returntype> (<parameter list>)
2619 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2620 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2621 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2622 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2623 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2624 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2626 :Examples:
2628 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2629 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2630 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2631 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2632 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2633 | ``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. |
2634 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2635 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2636 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2638 .. _t_firstclass:
2640 First Class Types
2641 -----------------
2643 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2644 Values of these types are the only ones which can be produced by
2645 instructions.
2647 .. _t_single_value:
2649 Single Value Types
2650 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2652 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2654 .. _t_integer:
2656 Integer Type
2657 """"""""""""
2659 :Overview:
2661 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2662 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2663 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2665 :Syntax:
2669       iN
2671 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2672 value.
2674 Examples:
2675 *********
2677 +----------------+------------------------------------------------+
2678 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2679 +----------------+------------------------------------------------+
2680 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2681 +----------------+------------------------------------------------+
2682 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2683 +----------------+------------------------------------------------+
2685 .. _t_floating:
2687 Floating-Point Types
2688 """"""""""""""""""""
2690 .. list-table::
2691    :header-rows: 1
2693    * - Type
2694      - Description
2696    * - ``half``
2697      - 16-bit floating-point value
2699    * - ``float``
2700      - 32-bit floating-point value
2702    * - ``double``
2703      - 64-bit floating-point value
2705    * - ``fp128``
2706      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2708    * - ``x86_fp80``
2709      -  80-bit floating-point value (X87)
2711    * - ``ppc_fp128``
2712      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2714 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2715 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2716 respectively.
2718 X86_mmx Type
2719 """"""""""""
2721 :Overview:
2723 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2724 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2725 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2726 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2727 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2728 of this type.
2730 :Syntax:
2734       x86_mmx
2737 .. _t_pointer:
2739 Pointer Type
2740 """"""""""""
2742 :Overview:
2744 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2745 commonly used to reference objects in memory.
2747 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2748 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2749 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2750 are target-specific.
2752 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2753 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2755 :Syntax:
2759       <type> *
2761 :Examples:
2763 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2764 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2765 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2766 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2767 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2768 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2769 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2771 .. _t_vector:
2773 Vector Type
2774 """""""""""
2776 :Overview:
2778 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2779 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2780 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2781 requires a size (number of elements), an underlying primitive data type,
2782 and a scalable property to represent vectors where the exact hardware
2783 vector length is unknown at compile time. Vector types are considered
2784 :ref:`first class <t_firstclass>`.
2786 :Syntax:
2790       < <# elements> x <elementtype> >          ; Fixed-length vector
2791       < vscale x <# elements> x <elementtype> > ; Scalable vector
2793 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2794 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2795 of size zero are not allowed. For scalable vectors, the total number of
2796 elements is a constant multiple (called vscale) of the specified number
2797 of elements; vscale is a positive integer that is unknown at compile time
2798 and the same hardware-dependent constant for all scalable vectors at run
2799 time. The size of a specific scalable vector type is thus constant within
2800 IR, even if the exact size in bytes cannot be determined until run time.
2802 :Examples:
2804 +------------------------+----------------------------------------------------+
2805 | ``<4 x i32>``          | Vector of 4 32-bit integer values.                 |
2806 +------------------------+----------------------------------------------------+
2807 | ``<8 x float>``        | Vector of 8 32-bit floating-point values.          |
2808 +------------------------+----------------------------------------------------+
2809 | ``<2 x i64>``          | Vector of 2 64-bit integer values.                 |
2810 +------------------------+----------------------------------------------------+
2811 | ``<4 x i64*>``         | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.     |
2812 +------------------------+----------------------------------------------------+
2813 | ``<vscale x 4 x i32>`` | Vector with a multiple of 4 32-bit integer values. |
2814 +------------------------+----------------------------------------------------+
2816 .. _t_label:
2818 Label Type
2819 ^^^^^^^^^^
2821 :Overview:
2823 The label type represents code labels.
2825 :Syntax:
2829       label
2831 .. _t_token:
2833 Token Type
2834 ^^^^^^^^^^
2836 :Overview:
2838 The token type is used when a value is associated with an instruction
2839 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2840 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2841 :ref:`select <i_select>` of type token.
2843 :Syntax:
2847       token
2851 .. _t_metadata:
2853 Metadata Type
2854 ^^^^^^^^^^^^^
2856 :Overview:
2858 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2859 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2861 :Syntax:
2865       metadata
2867 .. _t_aggregate:
2869 Aggregate Types
2870 ^^^^^^^^^^^^^^^
2872 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2873 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2874 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2875 aggregate types.
2877 .. _t_array:
2879 Array Type
2880 """"""""""
2882 :Overview:
2884 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2885 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2886 elements) and an underlying data type.
2888 :Syntax:
2892       [<# elements> x <elementtype>]
2894 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2895 be any type with a size.
2897 :Examples:
2899 +------------------+--------------------------------------+
2900 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2901 +------------------+--------------------------------------+
2902 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2903 +------------------+--------------------------------------+
2904 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2905 +------------------+--------------------------------------+
2907 Here are some examples of multidimensional arrays:
2909 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2910 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2911 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2912 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2913 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2914 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2915 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2917 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2918 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2919 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2920 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2921 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2922 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2923 example.
2925 .. _t_struct:
2927 Structure Type
2928 """"""""""""""
2930 :Overview:
2932 The structure type is used to represent a collection of data members
2933 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2934 a size.
2936 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2937 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2938 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2939 '``insertvalue``' instructions.
2941 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2942 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2943 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2944 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2945 required to match what the underlying code generator expects.
2947 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2948 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2949 identified types are always defined at the top level with a name.
2950 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2951 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2952 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2954 :Syntax:
2958       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2959       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2961 :Examples:
2963 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2964 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2965 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2966 | ``{ 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``.  |
2967 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2968 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2969 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2971 .. _t_opaque:
2973 Opaque Structure Types
2974 """"""""""""""""""""""
2976 :Overview:
2978 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2979 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2980 notion of a forward declared structure.
2982 :Syntax:
2986       %X = type opaque
2987       %52 = type opaque
2989 :Examples:
2991 +--------------+-------------------+
2992 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2993 +--------------+-------------------+
2995 .. _constants:
2997 Constants
2998 =========
3000 LLVM has several different basic types of constants. This section
3001 describes them all and their syntax.
3003 Simple Constants
3004 ----------------
3006 **Boolean constants**
3007     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
3008     of the ``i1`` type.
3009 **Integer constants**
3010     Standard integers (such as '4') are constants of the
3011     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
3012     integer types.
3013 **Floating-point constants**
3014     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
3015     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
3016     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
3017     decimal value of a floating-point constant. For example, the
3018     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
3019     decimal in binary. Floating-point constants must have a
3020     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
3021 **Null pointer constants**
3022     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
3023     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
3024 **Token constants**
3025     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
3026     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
3028 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
3029 floating-point constants. For example, the form
3030 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
3031 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
3032 constants are required (and the only time that they are generated by the
3033 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
3034 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
3035 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
3036 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
3037 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
3039 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
3040 double are represented using the 16-digit form shown above (which
3041 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
3042 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
3043 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
3044 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
3045 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
3046 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
3047 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
3048 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
3049 will only work if they match the long double format on your target.
3050 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
3051 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
3052 (sign bit at the left).
3054 There are no constants of type x86_mmx.
3056 .. _complexconstants:
3058 Complex Constants
3059 -----------------
3061 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3062 constants and smaller complex constants.
3064 **Structure constants**
3065     Structure constants are represented with notation similar to
3066     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3067     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3068     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3069     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3070     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3071     must match those specified by the type.
3072 **Array constants**
3073     Array constants are represented with notation similar to array type
3074     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3075     square brackets (``[]``)). For example:
3076     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3077     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3078     match those specified by the type. As a special case, character array
3079     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3080     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3081 **Vector constants**
3082     Vector constants are represented with notation similar to vector
3083     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3084     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3085     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3086     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3087     elements must match those specified by the type.
3088 **Zero initialization**
3089     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3090     value to zero of *any* type, including scalar and
3091     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3092     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3093     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3094 **Metadata node**
3095     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3096     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3097     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3098     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3099     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3100     information such as debug info.
3102 Global Variable and Function Addresses
3103 --------------------------------------
3105 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3106 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3107 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3108 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3109 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3110 file:
3112 .. code-block:: llvm
3114     @X = global i32 17
3115     @Y = global i32 42
3116     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3118 .. _undefvalues:
3120 Undefined Values
3121 ----------------
3123 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3124 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3125 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3126 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3128 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3129 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3130 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3131 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3133 .. code-block:: llvm
3135       %A = add %X, undef
3136       %B = sub %X, undef
3137       %C = xor %X, undef
3138     Safe:
3139       %A = undef
3140       %B = undef
3141       %C = undef
3143 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3144 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3146 .. code-block:: llvm
3148       %A = or %X, undef
3149       %B = and %X, undef
3150     Safe:
3151       %A = -1
3152       %B = 0
3153     Safe:
3154       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3155       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3156     Unsafe:
3157       %A = undef
3158       %B = undef
3160 These logical operations have bits that are not always affected by the
3161 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3162 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3163 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3164 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3165 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3166 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3167 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3168 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3170 .. code-block:: llvm
3172       %A = select undef, %X, %Y
3173       %B = select undef, 42, %Y
3174       %C = select %X, %Y, undef
3175     Safe:
3176       %A = %X     (or %Y)
3177       %B = 42     (or %Y)
3178       %C = %Y
3179     Unsafe:
3180       %A = undef
3181       %B = undef
3182       %C = undef
3184 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3185 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3186 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3187 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3188 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3189 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3190 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3192 .. code-block:: text
3194       %A = xor undef, undef
3196       %B = undef
3197       %C = xor %B, %B
3199       %D = undef
3200       %E = icmp slt %D, 4
3201       %F = icmp gte %D, 4
3203     Safe:
3204       %A = undef
3205       %B = undef
3206       %C = undef
3207       %D = undef
3208       %E = undef
3209       %F = undef
3211 This example points out that two '``undef``' operands are not
3212 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3213 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3214 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3215 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3216 its value over its "live range". This is true because the variable
3217 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3218 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3219 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3220 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3221 uses with" concept would not hold.
3223 .. code-block:: llvm
3225       %A = sdiv undef, %X
3226       %B = sdiv %X, undef
3227     Safe:
3228       %A = 0
3229     b: unreachable
3231 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3232 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3233 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3234 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3235 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3236 However, in the second example, we can make a more aggressive
3237 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3238 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3239 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3240 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3241 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3242 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3244 .. code-block:: text
3246     a:  store undef -> %X
3247     b:  store %X -> undef
3248     Safe:
3249     a: <deleted>
3250     b: unreachable
3252 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3253 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3254 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3255 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3256 behavior.
3258 **MemorySanitizer**, a detector of uses of uninitialized memory,
3259 defines a branch with condition that depends on an undef value (or
3260 certain other values, like e.g. a result of a load from heap-allocated
3261 memory that has never been stored to) to have an externally visible
3262 side effect. For this reason functions with *sanitize_memory*
3263 attribute are not allowed to produce such branches "out of thin
3264 air". More strictly, an optimization that inserts a conditional branch
3265 is only valid if in all executions where the branch condition has at
3266 least one undefined bit, the same branch condition is evaluated in the
3267 input IR as well.
3269 .. _poisonvalues:
3271 Poison Values
3272 -------------
3274 In order to facilitate speculative execution, many instructions do not
3275 invoke immediate undefined behavior when provided with illegal operands,
3276 and return a poison value instead.
3278 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3279 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3280 the ``nsw`` flag.
3282 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3284 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3285 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3286    their dynamic predecessor basic block.
3287 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3288    in the dynamic callers of their functions.
3289 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3290    instructions that dynamically transfer control back to them.
3291 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3292    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3293    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3294 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3295    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3296    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3297    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3298 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3299    most recent preceding instruction with externally visible side
3300    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3301    operations <volatile>`.)
3302 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3303    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3304    multiple successors and the instruction is always executed when
3305    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3306    when control is transferred to another.
3307 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3308    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3309    be different if the terminator had transferred control to a different
3310    successor.
3311 -  Dependence is transitive.
3313 An instruction that *depends* on a poison value, produces a poison value
3314 itself. A poison value may be relaxed into an
3315 :ref:`undef value <undefvalues>`, which takes an arbitrary bit-pattern.
3317 This means that immediate undefined behavior occurs if a poison value is
3318 used as an instruction operand that has any values that trigger undefined
3319 behavior. Notably this includes (but is not limited to):
3321 -  The pointer operand of a :ref:`load <i_load>`, :ref:`store <i_store>` or
3322    any other pointer dereferencing instruction (independent of address
3323    space).
3324 -  The divisor operand of a ``udiv``, ``sdiv``, ``urem`` or ``srem``
3325    instruction.
3327 Additionally, undefined behavior occurs if a side effect *depends* on poison.
3328 This includes side effects that are control dependent on a poisoned branch.
3330 Here are some examples:
3332 .. code-block:: llvm
3334     entry:
3335       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3336       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3337       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3338       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; Undefined behavior due to
3339                                            ; store to poison.
3341       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3342       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3344       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3345       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3346       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3347       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3349       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3350       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3352     true:
3353       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3354                                            ; it has undefined behavior.
3355       br label %end
3357     end:
3358       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3359                                            ; Both edges into this PHI are
3360                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3361                                            ; always results in a poison value.
3363       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3364                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3365                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3367       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3368                                            ; The same branch again, but this time the
3369                                            ; true block doesn't have side effects.
3371     second_true:
3372       ; No side effects!
3373       ret void
3375     second_end:
3376       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3377                                            ; on the store in %end. Also, it is
3378                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3379                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3380                                            ; behavior in this example).
3382 .. _blockaddress:
3384 Addresses of Basic Blocks
3385 -------------------------
3387 ``blockaddress(@function, %block)``
3389 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3390 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3391 Taking the address of the entry block is illegal.
3393 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3394 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3395 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3396 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3397 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3398 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3399 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3400 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3401 ``callbr`` instruction.
3403 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3404 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3406 .. _constantexprs:
3408 Constant Expressions
3409 --------------------
3411 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3412 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3413 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3414 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3415 The following is the syntax for constant expressions:
3417 ``trunc (CST to TYPE)``
3418     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3419 ``zext (CST to TYPE)``
3420     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3421 ``sext (CST to TYPE)``
3422     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3423 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3424     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3425     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3426     must be floating-point.
3427 ``fpext (CST to TYPE)``
3428     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3429     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3430     floating-point.
3431 ``fptoui (CST to TYPE)``
3432     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3433     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3434     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3435     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3436     value won't fit in the integer type, the result is a
3437     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3438 ``fptosi (CST to TYPE)``
3439     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3440     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3441     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3442     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3443     value won't fit in the integer type, the result is a
3444     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3445 ``uitofp (CST to TYPE)``
3446     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3447     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3448     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3449     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3450 ``sitofp (CST to TYPE)``
3451     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3452     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3453     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3454     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3455 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3456     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3457 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3458     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3459     This one is *really* dangerous!
3460 ``bitcast (CST to TYPE)``
3461     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3462     The constraints of the operands are the same as those for the
3463     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3464 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3465     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3466     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3467     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3468 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3469     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3470     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3471     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3472     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3473 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3474     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3475 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3476     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3477 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3478     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3479 ``extractelement (VAL, IDX)``
3480     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3481     constants.
3482 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3483     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3484     constants.
3485 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3486     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3487     constants.
3488 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3489     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3490     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3491     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3492     least one index value must be specified.
3493 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3494     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3495     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3496     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3497     value must be specified.
3498 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3499     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3500     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3501     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3502     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3503     operations on floating-point values are allowed).
3505 Other Values
3506 ============
3508 .. _inlineasmexprs:
3510 Inline Assembler Expressions
3511 ----------------------------
3513 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3514 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3515 represents the inline assembler as a template string (containing the
3516 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3517 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3518 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3519 stack conservatively.
3521 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3522 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3523 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3524 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3525 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3527 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3528 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3529 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3530 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3531 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3532 syntax known to LLVM.
3534 LLVM also supports a few more substitutions useful for writing inline assembly:
3536 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3537   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3538   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3539   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3540   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3541   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3542 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3543   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3544   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3545 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3546   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3547   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3548   relatively popular.
3550 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3551 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3552 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3553 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3554 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3555 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3556 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3557 assembly.
3559 An example inline assembler expression is:
3561 .. code-block:: llvm
3563     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3565 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3566 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3567 Thus, typically we have:
3569 .. code-block:: llvm
3571     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3573 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3574 marked as having side effects. This is done through the use of the
3575 '``sideeffect``' keyword, like so:
3577 .. code-block:: llvm
3579     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3581 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3582 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3583 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3584 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3585 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3586 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3588 .. code-block:: llvm
3590     call void asm alignstack "eieio", ""()
3592 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3593 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3594 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3595 the only supported dialects. An example is:
3597 .. code-block:: llvm
3599     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3601 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3602 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3603 keyword last.
3605 Inline Asm Constraint String
3606 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3608 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3609 more constraint codes.
3611 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3612 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3613 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3614 second, etc.
3616 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3617 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3618 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3619 clobbers. They cannot be intermingled.
3621 There are also three different categories of constraint codes:
3623 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3624   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3625   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3626 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3627   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3628   modes used by the target.
3629 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3630   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3631   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3632   proper range for the instruction you wish to use it with.
3634 Output constraints
3635 """"""""""""""""""
3637 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3638 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3639 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3640 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3641 below about indirect outputs).
3643 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3644 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3645 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3646 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3647 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3648 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3649 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3650 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3651 output).
3653 Input constraints
3654 """""""""""""""""
3656 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3657 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3658 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3659 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3660 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3661 contain the same value.
3663 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3664 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3665 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3666 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3667 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3668 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3669 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3670 constraint).
3672 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3673 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3674 (even when the other input has the same value).
3676 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3677 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3679 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3680 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3681 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3682 registers, and all of them passed to the inline asm.
3684 However, this feature is often not as useful as you might think.
3686 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3687 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3688 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3689 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3690 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3691 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3693 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3694 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3695 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3696 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3697 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3698 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3699 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3700 use)
3702 Indirect inputs and outputs
3703 """""""""""""""""""""""""""
3705 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3706 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3707 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3708 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3709 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3710 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3711 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3712 memory location, instead of just read from it).
3714 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3715 address of a variable as a value.
3717 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3718 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3719 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3720 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3721 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3722 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3723 optimization passes. I would recommend not using it.)
3726 Clobber constraints
3727 """""""""""""""""""
3729 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3730 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3731 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3732 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3733 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3734 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3735 output.
3737 Note that clobbering named registers that are also present in output
3738 constraints is not legal.
3741 Constraint Codes
3742 """"""""""""""""
3743 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3745 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3746 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3747 (e.g. "``{eax}``").
3749 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3750 GCC's constraint codes.
3752 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3753 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3754 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3756 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3757 inline asm constraint list:
3759 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3760    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3761    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3762    constraint list.
3764 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3765    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3766    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3767    constraint list will be chosen together.
3769 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3770 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3771 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3772 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3774 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3775 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3776 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3777 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3778 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3779 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3780 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3781 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3782 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3783 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3784 intended.)
3786 Supported Constraint Code List
3787 """"""""""""""""""""""""""""""
3789 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3790 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3791 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3792 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3794 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3796 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3797 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3798   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3799   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3800 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3801   immediate, or a relocatable value.
3802 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3803 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3804 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3805   useful to pass a label for an asm branch or call.
3807   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3808      block without telling llvm about the control transfer???)
3810 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3812 Other constraints are target-specific:
3814 AArch64:
3816 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3817 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3818   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3819 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3820   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3821 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3822   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3823 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3824   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3825 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3826   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3827   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3828   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3829 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3830   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3831 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3832   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3833   well.)
3834 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3835 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point, SIMD or SVE vector register.
3836 - ``x``: Like w, but restricted to registers 0 to 15 inclusive.
3837 - ``y``: Like w, but restricted to SVE vector registers Z0 to Z7 inclusive.
3838 - ``Upl``: One of the low eight SVE predicate registers (P0 to P7)
3839 - ``Upa``: Any of the SVE predicate registers (P0 to P15)
3841 AMDGPU:
3843 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3844 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3845 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3848 All ARM modes:
3850 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3851   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3852 - ``Te``: An even general-purpose 32-bit integer register: ``r0,r2,...,r12,r14``
3853 - ``To``: An odd general-purpose 32-bit integer register: ``r1,r3,...,r11``
3855 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3857 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3858 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3859 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3860 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3861   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3862   print the inverted value).
3863 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3864   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3865   value).
3866 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3867 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3868 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3869 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3870 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3871   as ``r``.
3872 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3873   invalid.
3874 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3875   ``s0-s31``, ``d0-d31``, or ``q0-q15``, respectively.
3876 - ``t``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3877   ``s0-s31``, ``d0-d15``, or ``q0-q7``, respectively.
3878 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3879   ``s0-s15``, ``d0-d7``, or ``q0-q3``, respectively.
3881 ARM's Thumb1 mode:
3883 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3884 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3885 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3886   some amount.
3887 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3888 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3889 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3890 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3891 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3892 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3893 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3894 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3895   ``s0-s31``, ``d0-d31``, or ``q0-q15``, respectively.
3896 - ``t``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3897   ``s0-s31``, ``d0-d15``, or ``q0-q7``, respectively.
3898 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3899   ``s0-s15``, ``d0-d7``, or ``q0-q3``, respectively.
3902 Hexagon:
3904 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3905   at the moment.
3906 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3908 MSP430:
3910 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3912 MIPS:
3914 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3915 - ``J``: An immediate integer zero.
3916 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3917 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3918 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3919 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3920 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3921 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3922   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3923 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3924   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3925   ``m``.
3926 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3927   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3928 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3929 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3930   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3931   argument modifier for compatibility with GCC.
3932 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3933   ``25``).
3934 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3935 - ``x``: Invalid.
3937 NVPTX:
3939 - ``b``: A 1-bit integer register.
3940 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3941 - ``r``: A 32-bit integer register.
3942 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3943 - ``f``: A 32-bit float register.
3944 - ``d``: A 64-bit float register.
3947 PowerPC:
3949 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3950 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3951 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3952 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3953 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3954 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3955 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3956 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3957   constant.
3958 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3959   treated the same as ``m``.
3960 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3961 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3962   ``R1-R31``).
3963 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3964   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3965 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3966   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3967   altivec vector register (``V0-V31``).
3969   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3970      is supposed to only use the altivec vector registers?
3972 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3973 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3974 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3975   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3976 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3977   set.
3979 RISC-V:
3981 - ``A``: An address operand (using a general-purpose register, without an
3982   offset).
3983 - ``I``: A 12-bit signed integer immediate operand.
3984 - ``J``: A zero integer immediate operand.
3985 - ``K``: A 5-bit unsigned integer immediate operand.
3986 - ``f``: A 32- or 64-bit floating-point register (requires F or D extension).
3987 - ``r``: A 32- or 64-bit general-purpose register (depending on the platform
3988   ``XLEN``).
3990 Sparc:
3992 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3993 - ``r``: A 32-bit integer register.
3994 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3995   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3996 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3998 SystemZ:
4000 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
4001 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
4002 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
4003 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
4004 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
4005 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
4006   unsigned displacement.
4007 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
4008   unsigned displacement, and an index register.
4009 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
4010   signed displacement.
4011 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
4012   signed displacement, and an index register.
4013 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
4014 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
4015   address context evaluates as zero).
4016 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
4017   (LLVM-specific)
4018 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
4020 X86:
4022 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
4023 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
4024 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
4025 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
4026   0xffffffff.
4027 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
4028 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
4029 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
4030 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
4031 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
4032 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
4033 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4034   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
4035   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
4036 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4037   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
4038 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
4039 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
4040   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
4041 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
4042 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
4043 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
4044   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
4045   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
4046   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
4047 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
4048 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
4049   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
4050   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
4051   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
4052   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
4053   statement.
4055 XCore:
4057 - ``r``: A 32-bit integer register.
4060 .. _inline-asm-modifiers:
4062 Asm template argument modifiers
4063 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4065 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
4066 "``${0:n}``".
4068 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
4069 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
4070 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
4071 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
4073 Target-independent:
4075 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
4076   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4077 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
4078   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4079 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4080   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4082 AArch64:
4084 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4085   instead of ``x30``, print ``w30``.
4086 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4087 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4088   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4089   ``v*``.
4091 AMDGPU:
4093 - ``r``: No effect.
4095 ARM:
4097 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4098   register).
4099 - ``P``: No effect.
4100 - ``q``: No effect.
4101 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4102   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4103 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4104   prefix.
4105 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4106 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4107   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4108 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4109   register of a two-register operand.
4110 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4111   register of a two-register operand.
4112 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4113   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4114   to ``R``.)
4116   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4117      of a two-register operand.
4119 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4120 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4121 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4122   adornment.
4124 Hexagon:
4126 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4127   has been allocated consecutively to the first.
4129   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4130      nothing that ensures that happens, is there?
4132 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4133   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4135 MSP430:
4137 No additional modifiers.
4139 MIPS:
4141 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4142 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4143 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4144 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4145 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4146 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4147   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4149   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4151 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4152   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4154   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4156 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4157   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4158   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4159   ``M``.)
4160 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4161   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4162   constraint.
4164 NVPTX:
4166 - ``r``: No effect.
4168 PowerPC:
4170 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4171   has been allocated consecutively to the first.
4173   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4174      nothing that ensures that happens, is there?
4176 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4177   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4178 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4179   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4180 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4181   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4182   always print nothing)
4183 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4184   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4186 Sparc:
4188 - ``r``: No effect.
4190 SystemZ:
4192 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4193 target-independent modifiers.
4195 X86:
4197 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4198   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4199 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4200 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4201   operand.
4202 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4203   memory operand.
4204 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4205   operand.
4206 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4207   operand.
4208 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4209   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4210 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4211   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4212   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4213   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4214 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4215 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4216   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4218 XCore:
4220 No additional modifiers.
4223 Inline Asm Metadata
4224 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4226 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4227 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4228 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4229 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4230 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4231 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4232 it. For example:
4234 .. code-block:: llvm
4236     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4237     ...
4238     !42 = !{ i32 1234567 }
4240 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4241 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4242 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4243 occurs on.
4245 .. _metadata:
4247 Metadata
4248 ========
4250 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4251 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4252 code generator. One example application of metadata is source-level
4253 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4255 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4256 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4258 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4260 .. _metadata-string:
4262 Metadata Nodes and Metadata Strings
4263 -----------------------------------
4265 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4266 contain any character by escaping non-printable characters with
4267 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4268 "``!"test\00"``".
4270 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4271 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4272 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4273 their operand. For example:
4275 .. code-block:: llvm
4277     !{ !"test\00", i32 10}
4279 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4281 .. code-block:: text
4283     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4285 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4286 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4287 when metadata operands change.
4289 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4290 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4291 example:
4293 .. code-block:: llvm
4295     !foo = !{!4, !3}
4297 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4298 intrinsic is using three metadata arguments:
4300 .. code-block:: llvm
4302     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4304 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4305 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4307 .. code-block:: llvm
4309     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4311 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4312 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4313 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4315 .. code-block:: llvm
4317     declare !dbg !22 void @f1()
4318     define void @f2() !dbg !22 {
4319       ret void
4320     }
4322     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4323     @g2 = external global i32, !dbg !22
4325 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4326 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4327 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4328 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4330 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4331 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4333 More information about specific metadata nodes recognized by the
4334 optimizers and code generator is found below.
4336 .. _specialized-metadata:
4338 Specialized Metadata Nodes
4339 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4341 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4342 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4343 order.
4345 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4346 metadata nodes are related to debug info.
4348 .. _DICompileUnit:
4350 DICompileUnit
4351 """""""""""""
4353 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4354 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4355 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4356 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4357 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4358 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4359 more-accurate debug info for profiling results.
4361 .. code-block:: text
4363     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4364                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4365                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4366                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4367                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4369 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4370 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4371 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4372 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4373 and namespaces).
4375 .. _DIFile:
4377 DIFile
4378 """"""
4380 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4382 .. code-block:: none
4384     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4385                  checksumkind: CSK_MD5,
4386                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4388 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4389 for ``file:`` fields.
4390 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4392 .. _DIBasicType:
4394 DIBasicType
4395 """""""""""
4397 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4398 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4400 .. code-block:: text
4402     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4403                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4404     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4406 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4407 following:
4409 .. code-block:: text
4411   DW_ATE_address       = 1
4412   DW_ATE_boolean       = 2
4413   DW_ATE_float         = 4
4414   DW_ATE_signed        = 5
4415   DW_ATE_signed_char   = 6
4416   DW_ATE_unsigned      = 7
4417   DW_ATE_unsigned_char = 8
4419 .. _DISubroutineType:
4421 DISubroutineType
4422 """"""""""""""""
4424 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4425 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4426 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4427 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4429 .. code-block:: text
4431     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4432     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4433     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4435 .. _DIDerivedType:
4437 DIDerivedType
4438 """""""""""""
4440 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4441 qualified types.
4443 .. code-block:: text
4445     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4446                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4447     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4448                         align: 32)
4450 The following ``tag:`` values are valid:
4452 .. code-block:: text
4454   DW_TAG_member             = 13
4455   DW_TAG_pointer_type       = 15
4456   DW_TAG_reference_type     = 16
4457   DW_TAG_typedef            = 22
4458   DW_TAG_inheritance        = 28
4459   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4460   DW_TAG_const_type         = 38
4461   DW_TAG_friend             = 42
4462   DW_TAG_volatile_type      = 53
4463   DW_TAG_restrict_type      = 55
4464   DW_TAG_atomic_type        = 71
4466 .. _DIDerivedTypeMember:
4468 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4469 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4470 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4471 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4472 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4474 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4475 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4476 friends.
4478 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4480 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4481 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4482 are used to qualify the ``baseType:``.
4484 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4486 .. _DICompositeType:
4488 DICompositeType
4489 """""""""""""""
4491 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4492 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4494 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4495 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4496 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4497 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4498 ``scope:`` change uniquing rules.
4500 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4501 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4502 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4503 field, even if the nodes are ``distinct``.
4505 .. code-block:: text
4507     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4508     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4509     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4510     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4511                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4512                           elements: !{!0, !1, !2})
4514 The following ``tag:`` values are valid:
4516 .. code-block:: text
4518   DW_TAG_array_type       = 1
4519   DW_TAG_class_type       = 2
4520   DW_TAG_enumeration_type = 4
4521   DW_TAG_structure_type   = 19
4522   DW_TAG_union_type       = 23
4524 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4525 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4526 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4527 array type is a native packed vector.
4529 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4530 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4531 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4532 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4534 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4535 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4536 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4537 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4538 ``isDefinition: false``.
4540 .. _DISubrange:
4542 DISubrange
4543 """"""""""
4545 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4546 :ref:`DICompositeType`.
4548 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4549 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4550 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4552 .. code-block:: text
4554     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4555     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4556     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4558     ; Scopes used in rest of example
4559     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4560     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4561     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4563     ; Use of local variable as count value
4564     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4565     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4566     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4568     ; Use of global variable as count value
4569     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4570     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4572 .. _DIEnumerator:
4574 DIEnumerator
4575 """"""""""""
4577 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4578 variants of :ref:`DICompositeType`.
4580 .. code-block:: text
4582     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4583     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4584     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4586 DITemplateTypeParameter
4587 """""""""""""""""""""""
4589 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4590 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4591 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4593 .. code-block:: text
4595     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4597 DITemplateValueParameter
4598 """"""""""""""""""""""""
4600 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4601 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4602 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4603 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4604 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4606 .. code-block:: text
4608     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4610 DINamespace
4611 """""""""""
4613 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4615 .. code-block:: text
4617     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4619 .. _DIGlobalVariable:
4621 DIGlobalVariable
4622 """"""""""""""""
4624 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4626 .. code-block:: text
4628     @foo = global i32, !dbg !0
4629     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4630     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4631                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4632                            isDefinition: false, declaration: !5)
4635 DIGlobalVariableExpression
4636 """"""""""""""""""""""""""
4638 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4639 with a :ref:`DIExpression`.
4641 .. code-block:: text
4643     @lower = global i32, !dbg !0
4644     @upper = global i32, !dbg !1
4645     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4646              var: !2,
4647              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4648              )
4649     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4650              var: !2,
4651              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4652              )
4653     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4654                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4656 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4657 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4659 .. _DISubprogram:
4661 DISubprogram
4662 """"""""""""
4664 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4665 distinct ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using
4666 ``!dbg`` metadata. A unique ``DISubprogram`` may be attached to a function
4667 declaration used for call site debug info. The ``variables:`` field points at
4668 :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be retained, even if their IR
4669 counterparts are optimized out of the IR. The ``type:`` field must point at an
4670 :ref:`DISubroutineType`.
4672 .. _DISubprogramDeclaration:
4674 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4675 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4676 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4677 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4678 and ``scope:``.
4680 .. code-block:: text
4682     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4683       ...
4684     }
4686     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4687                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4688                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4689                                 containingType: !4,
4690                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4691                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4692                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4693                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4695 .. _DILexicalBlock:
4697 DILexicalBlock
4698 """"""""""""""
4700 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4701 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4702 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4703 fields.
4705 .. code-block:: text
4707     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4709 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4710 operands.
4712 .. _DILexicalBlockFile:
4714 DILexicalBlockFile
4715 """"""""""""""""""
4717 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4718 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4719 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4720 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4722 .. code-block:: text
4724     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4725     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4726     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4728 .. _DILocation:
4730 DILocation
4731 """"""""""
4733 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4734 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4735 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4737 .. code-block:: text
4739     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4741 .. _DILocalVariable:
4743 DILocalVariable
4744 """""""""""""""
4746 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4747 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4748 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4749 :ref:`DISubprogram`.
4751 .. code-block:: text
4753     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4754                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4755     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4756                           type: !3)
4757     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4759 .. _DIExpression:
4761 DIExpression
4762 """"""""""""
4764 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4765 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4766 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4767 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4768 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4769 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4770 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4772 The current supported opcode vocabulary is limited:
4774 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4775 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4776   them together and appends the result to the expression stack.
4777 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4778   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4779   expression stack.
4780 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4781 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4782   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4783   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4784   within the described source variable.
4785 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4786   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4787   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4788   that references a base type constructed from the supplied values.
4789 - ``DW_OP_LLVM_tag_offset, tag_offset`` specifies that a memory tag should be
4790   optionally applied to the pointer. The memory tag is derived from the
4791   given tag offset in an implementation-defined manner.
4792 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4793 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4794   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4795   address space identifier.
4796 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4797 - ``DW_OP_LLVM_entry_value, N`` can only appear at the beginning of a
4798   ``DIExpression``, and it specifies that all register and memory read
4799   operations for the debug value instruction's value/address operand and for
4800   the ``(N - 1)`` operations immediately following the
4801   ``DW_OP_LLVM_entry_value`` refer to their respective values at function
4802   entry. For example, ``!DIExpression(DW_OP_LLVM_entry_value, 1,
4803   DW_OP_plus_uconst, 123, DW_OP_stack_value)`` specifies an expression where
4804   the entry value of the debug value instruction's value/address operand is
4805   pushed to the stack, and is added with 123. Due to framework limitations
4806   ``N`` can currently only be 1.
4808   ``DW_OP_LLVM_entry_value`` is only legal in MIR. The operation is introduced
4809   by the ``LiveDebugValues`` pass; currently only for function parameters that
4810   are unmodified throughout a function and that are described as simple
4811   register location descriptions. The operation is also introduced by the
4812   ``AsmPrinter`` pass when a call site parameter value
4813   (``DW_AT_call_site_parameter_value``) is represented as entry value of the
4814   parameter.
4815 - ``DW_OP_breg`` (or ``DW_OP_bregx``) represents a content on the provided
4816   signed offset of the specified register. The opcode is only generated by the
4817   ``AsmPrinter`` pass to describe call site parameter value which requires an
4818   expression over two registers.
4820 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4821 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4822 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4823 change over the course of the program. Register and memory location
4824 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4825 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4826 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4827 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4829 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4830 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4831 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4832 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4834 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4835 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4836 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4837 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4838 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4839 valid debug intrinsic.
4841 .. note::
4843    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4844    debug intrinsic it's attached to.
4846 .. code-block:: text
4848     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4849     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4850     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4851     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4852     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4853     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4854     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4856 DIFlags
4857 """""""""""""""
4859 These flags encode various properties of DINodes.
4861 The `ArgumentNotModified` flag marks a function argument whose value
4862 is not modified throughout of a function. This flag is used to decide
4863 whether a DW_OP_LLVM_entry_value can be used in a location description
4864 after the function prologue. The language frontend is expected to compute
4865 this property for each DILocalVariable. The flag should be used
4866 only in optimized code.
4868 The `ExportSymbols` flag marks a class, struct or union whose members
4869 may be referenced as if they were defined in the containing class or
4870 union. This flag is used to decide whether the DW_AT_export_symbols can
4871 be used for the structure type.
4873 DIObjCProperty
4874 """"""""""""""
4876 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4878 .. code-block:: text
4880     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4881                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4883 DIImportedEntity
4884 """"""""""""""""
4886 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4887 compile unit.
4889 .. code-block:: text
4891    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4892                           entity: !1, line: 7)
4894 DIMacro
4895 """""""
4897 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4898 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4899 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4900 used to expand the macro identifier.
4902 .. code-block:: text
4904    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4905                  value: "((x) + 1)")
4906    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4908 DIMacroFile
4909 """""""""""
4911 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4912 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4913 appear in the included source file.
4915 .. code-block:: text
4917    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4918                      nodes: !3)
4920 '``tbaa``' Metadata
4921 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4923 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4924 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4925 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4926 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4927 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4929 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4930 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4931 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4932 encoding of various entities.
4934 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4935 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4936 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4937 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4938 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4940 .. _tbaa_node_semantics:
4942 Semantics
4943 """""""""
4945 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4946 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4947 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4948 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4950 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4951 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4952 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4953 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4954 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4955 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4956 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4957 or scalar type descriptors.
4959 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4960 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4961 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4962 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4963 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4964 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4966 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4967 things:
4969  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4970    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4971    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4973  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4974    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4975    access with scalar type ``AccessTy``.
4977 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4978 tuples this way:
4980  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4981    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4982    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4983    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4985  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4986    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4987    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4988    to be relative within that inner type.
4990 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4991 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4992 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4993 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4995 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4997 .. code-block:: c
4999     struct Inner {
5000       int i;    // offset 0
5001       float f;  // offset 4
5002     };
5004     struct Outer {
5005       float f;  // offset 0
5006       double d; // offset 4
5007       struct Inner inner_a;  // offset 12
5008     };
5010     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
5011       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
5012       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
5013       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
5014       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
5015     }
5017 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
5018 type):
5020 .. code-block:: text
5022     Root = "TBAA Root"
5023     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
5024     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
5025     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
5026     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
5027     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
5028     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
5029                      (InnerStructTy, 12)}
5032 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
5033 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
5034 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
5036 .. _tbaa_node_representation:
5038 Representation
5039 """"""""""""""
5041 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
5042 with exactly one ``MDString`` operand.
5044 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
5045 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
5046 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
5047 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
5048 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
5049 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
5050 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
5051 constant integer zero.
5053 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
5054 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
5055 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
5056 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
5057 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
5058 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
5059 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
5060 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
5061 must be in non-decreasing order.
5063 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
5064 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
5065 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
5066 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
5067 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
5068 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
5069 that the location being accessed is "constant" (meaning
5070 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
5071 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
5072 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
5073 that is the TBAA root of the access tag.
5075 '``tbaa.struct``' Metadata
5076 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5078 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
5079 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
5080 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
5081 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
5082 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
5083 of the aggregate.
5085 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
5086 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
5088 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
5089 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
5090 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
5091 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
5092 its tbaa tag. e.g.:
5094 .. code-block:: llvm
5096     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
5098 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
5099 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
5100 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
5102 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
5103 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
5104 does not carry useful data and need not be preserved.
5106 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
5107 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5109 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
5110 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
5111 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
5112 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
5113 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
5114 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
5115 a domain.
5117 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
5118 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
5119 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
5120 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
5121 alias.
5123 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5124 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5125 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5126 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5127 function is inlined.
5129 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5130 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5131 string then it can be combined across functions and translation units. A
5132 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5133 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5135 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5136 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5137 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5138 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5139 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5140 optionally be provided as a third list entry.
5142 For example,
5144 .. code-block:: llvm
5146     ; Two scope domains:
5147     !0 = !{!0}
5148     !1 = !{!1}
5150     ; Some scopes in these domains:
5151     !2 = !{!2, !0}
5152     !3 = !{!3, !0}
5153     !4 = !{!4, !1}
5155     ; Some scope lists:
5156     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5157     !6 = !{!4, !3, !2}
5158     !7 = !{!3}
5160     ; These two instructions don't alias:
5161     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5162     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5164     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5165     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5166     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5167     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5169     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5170     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5171     ; !alias.scope list):
5172     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5173     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5175 '``fpmath``' Metadata
5176 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5178 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5179 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5180 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5181 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5182 it. ULP is defined as follows:
5184     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5185     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5186     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5187     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5188     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5190 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5191 representing the maximum relative error, for example:
5193 .. code-block:: llvm
5195     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5197 .. _range-metadata:
5199 '``range``' Metadata
5200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5202 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5203 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5204 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5205 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5206 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5207 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5208 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5210 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5211 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5212 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5213 -  The range is allowed to wrap.
5214 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5215    ``a!=b``.
5217 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5218 they must be non-contiguous.
5220 Examples:
5222 .. code-block:: llvm
5224       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5225       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5226       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5227       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5228              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5229     ...
5230     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5231     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5232     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5233     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5235 '``absolute_symbol``' Metadata
5236 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5238 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5239 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5240 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5241 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5242 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5243 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5244 may be used to represent the full set.
5246 Example (assuming 64-bit pointers):
5248 .. code-block:: llvm
5250       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5251       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5253     ...
5254     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5255     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5257 '``callees``' Metadata
5258 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5260 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5261 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5262 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5263 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5264 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5265 ``add`` or ``sub`` functions:
5267 .. code-block:: llvm
5269     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5271     ...
5272     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5274 '``callback``' Metadata
5275 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5277 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5278 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5279 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5280 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5281 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5282 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5283 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5284 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5285 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5286 pass-through to the callback function.
5288 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5289 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5290 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5291 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5292 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5293 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5294 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5295 callback callee invocation to a different thread.
5297 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5298 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5299 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5300 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5301 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5302 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5303 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5304 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5305 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5306 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5307 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5308 arguments encoded explicitly before.
5310 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5311 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5312 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5313 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5314 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5315 broker function (``i64 3``).
5317 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5318    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5319    have misc.highlighting_failure set?
5321 .. code-block:: text
5323     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5325     ...
5326     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5327     !1 = !{!2}
5329 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5330 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5331 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5332 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5333 final ``i1 true``).
5335 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5336    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5337    have misc.highlighting_failure set?
5339 .. code-block:: text
5341     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5343     ...
5344     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5345     !0 = !{!1}
5348 '``unpredictable``' Metadata
5349 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5351 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5352 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5353 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5354 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5355 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5356 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5358 .. _md_dereferenceable:
5360 '``dereferenceable``' Metadata
5361 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5363 The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
5364 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
5365 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5366 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
5367 attribute on parameters and return values.
5369 .. _md_dereferenceable_or_null:
5371 '``dereferenceable_or_null``' Metadata
5372 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5374 The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
5375 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
5376 dereferenceable or null.
5377 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5378 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
5379 attribute on parameters and return values.
5381 .. _llvm.loop:
5383 '``llvm.loop``'
5384 ^^^^^^^^^^^^^^^
5386 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5387 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5388 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5389 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5390 specified with the name ``llvm.loop``.
5392 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5393 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5394 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5395 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5396 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5397 constructs:
5399 .. code-block:: llvm
5401     !0 = !{!0}
5402     !1 = !{!1}
5404 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5405 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5406 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5407 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5409 .. code-block:: llvm
5411       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5412     ...
5413     !0 = !{!0, !1}
5414     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5416 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5417 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5419 This metadata disables all optional loop transformations unless
5420 explicitly instructed using other transformation metadata such as
5421 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5422 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5423 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5424 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5425 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5426 as loop rotation are still applied.
5428 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5429 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5430 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5431 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5432 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5434 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5436 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5437 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5439 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5440 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5441 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5442 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5443 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5444 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5445 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5446 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5447 in determining the safety of these transformations.
5449 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5450 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5452 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5453 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5454 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5455 example:
5457 .. code-block:: llvm
5459    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5461 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5462 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5463 then the interleave count will be determined automatically.
5465 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5466 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5468 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5469 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5470 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5471 0 disables vectorization:
5473 .. code-block:: llvm
5475    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5476    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5478 '``llvm.loop.vectorize.predicate.enable``' Metadata
5479 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5481 This metadata selectively enables or disables creating predicated instructions
5482 for the loop, which can enable folding of the scalar epilogue loop into the
5483 main loop. The first operand is the string
5484 ``llvm.loop.vectorize.predicate.enable`` and the second operand is a bit. If
5485 the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of 0 disables
5486 vectorization:
5488 .. code-block:: llvm
5490    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 0}
5491    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 1}
5493 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5494 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5496 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5497 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5498 operand is an integer specifying the width. For example:
5500 .. code-block:: llvm
5502    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5504 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5505 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5506 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5507 determined automatically.
5509 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5510 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5512 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5513 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5515 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5516 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5518 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5519 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5520 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5521 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5522 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5523 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5525 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5526 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5528 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5529 epilogue loop.
5530 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5532 '``llvm.loop.unroll``'
5533 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5535 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5536 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5537 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5538 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5539 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5540 optimizer believes it is safe to do so.
5542 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5543 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5545 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5546 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5547 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5548 example:
5550 .. code-block:: llvm
5552    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5554 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5555 will be partially unrolled.
5557 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5558 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5560 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5561 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5563 .. code-block:: llvm
5565    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5567 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5568 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5570 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5571 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5573 .. code-block:: llvm
5575    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5577 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5578 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5580 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5581 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5582 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5583 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5585 .. code-block:: llvm
5587    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5589 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5590 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5592 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5593 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5594 For example:
5596 .. code-block:: llvm
5598    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5600 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5601 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5603 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5604 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5606 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5607 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5609 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5610 partial/runtime unrolling will have. See
5611 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5613 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5614 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5616 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5617 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5618 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5619 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5620 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5621 too.)
5623 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5624 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5625 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5626 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5627 and the normal safety checks will still be performed.
5629 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5630 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5632 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5633 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5634 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5635 specifying the unroll factor. For example:
5637 .. code-block:: llvm
5639    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5641 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5642 will be partially unroll and jammed.
5644 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5645 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5647 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5648 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5650 .. code-block:: llvm
5652    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5654 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5655 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5657 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5658 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5659 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5660 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5662 .. code-block:: llvm
5664    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5666 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5667 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5669 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5670 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5671 details.
5673 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5674 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5676 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5677 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5678 details.
5680 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5681 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5683 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5684 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5685 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5686 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5688 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5691 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5692 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5693 can be multiple inner remainder loops. See
5694 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5696 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5697 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5699 Attributes specified in the metadata is added to all
5700 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5701 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5703 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5704 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5706 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5707 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5708 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5710 .. code-block:: llvm
5712    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5714 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5715 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5717 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5718 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5719 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5720 dependencies into their own loop.
5722 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5723 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5724 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5725 enabled. A value of 0 disables distribution:
5727 .. code-block:: llvm
5729    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5730    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5732 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5733 identification metadata.
5735 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5736 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5738 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5739 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5740 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5742 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5743 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5745 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5746 memory dependencies will have. See
5747 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5749 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5750 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5752 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5753 the non-distributed fallback version will have. See
5754 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5756 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5757 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5759 The attributes in this metadata is added to all followup loops of the
5760 loop distribution pass. See
5761 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5763 '``llvm.licm.disable``' Metadata
5764 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5766 This metadata indicates that loop-invariant code motion (LICM) should not be
5767 performed on this loop. The metadata has a single operand which is the string
5768 ``llvm.licm.disable``. For example:
5770 .. code-block:: llvm
5772    !0 = !{!"llvm.licm.disable"}
5774 Note that although it operates per loop it isn't given the llvm.loop prefix
5775 as it is not affected by the ``llvm.loop.disable_nonforced`` metadata.
5777 '``llvm.access.group``' Metadata
5778 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5780 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5781 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5782 node, which we call access group. This node represents all memory access
5783 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5784 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5785 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5787 .. code-block:: llvm
5789    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5790    ...
5791    !0 = !{!1, !2}
5792    !1 = distinct !{}
5793    !2 = distinct !{}
5795 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5796 with an access group.
5798 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5799 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5800 always be empty which can be used to distinguish an access group
5801 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5802 situation that the content must be updated which, because metadata is
5803 immutable by design, would required finding and updating all references
5804 to the access group node.
5806 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5807 without pointing to it directly (which is not possible in global
5808 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5809 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5811 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5812 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5814 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5815 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5816 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5817 in the loop with this metadata.
5819 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5820 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5821 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5822 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5823 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5824 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5825 considered having this property if at least one of the access groups
5826 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5828 If all memory-accessing instructions in a loop have
5829 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5830 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5831 parallel loop.
5833 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5834 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5835 not be considered trivially parallel. Additional
5836 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5837 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5838 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5839 insert new memory instructions into the loop body).
5841 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5842 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5843 metadata types.
5845 .. code-block:: llvm
5847    for.body:
5848      ...
5849      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5850      ...
5851      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5852      ...
5853      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5855    for.end:
5856    ...
5857    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5858    !1 = distinct !{}
5860 It is also possible to have nested parallel loops:
5862 .. code-block:: llvm
5864    outer.for.body:
5865      ...
5866      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5867      ...
5868      br label %inner.for.body
5870    inner.for.body:
5871      ...
5872      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5873      ...
5874      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5875      ...
5876      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5878    inner.for.end:
5879      ...
5880      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5881      ...
5882      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5884    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5885    ...
5886    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5887    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5888    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5889    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5891 '``irr_loop``' Metadata
5892 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5894 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5895 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5896 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5897 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5898 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5899 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5900 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5901 the irreducible loop) of 100:
5903 .. code-block:: llvm
5905     header0:
5906     ...
5907     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5909     ...
5910     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5912 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5914 .. _md_invariant.group:
5916 '``invariant.group``' Metadata
5917 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5919 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5920 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5921 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5922 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5923 can be assumed to load or store the same
5924 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5925 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5926 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5928 Examples:
5930 .. code-block:: llvm
5932    @unknownPtr = external global i8
5933    ...
5934    %ptr = alloca i8
5935    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5936    call void @foo(i8* %ptr)
5938    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5939    call void @foo(i8* %ptr)
5941    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5942    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5944    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5945    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5947    call void @foo(i8* %ptr)
5948    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5949    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5951    ...
5952    declare void @foo(i8*)
5953    declare i8* @getPointer(i8*)
5954    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5956    !0 = !{}
5958 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5959 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5960 to the SSA value of the pointer operand.
5962 .. code-block:: llvm
5964   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5965   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5966   %v = load i8, i8* %y
5968 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5969 change in the future.
5971 '``type``' Metadata
5972 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5974 See :doc:`TypeMetadata`.
5976 '``associated``' Metadata
5977 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5979 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5980 declaration with a single argument that references another global object.
5982 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5983 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5984 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5985 metadata may also:
5987 - Be in a comdat with the referenced global.
5988 - Be in @llvm.compiler.used.
5989 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5991 It does not have any effect on non-ELF targets.
5993 Example:
5995 .. code-block:: text
5997     $a = comdat any
5998     @a = global i32 1, comdat $a
5999     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
6000     !0 = !{i32* @a}
6003 '``prof``' Metadata
6004 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6006 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
6007 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
6008 type. There are currently 3 types:
6009 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
6010 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
6011 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
6013 .. _prof_node_branch_weights:
6015 branch_weights
6016 """"""""""""""
6018 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
6019 represents the likeliness of the associated branch being taken.
6020 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6022 .. _prof_node_function_entry_count:
6024 function_entry_count
6025 """"""""""""""""""""
6027 Function entry count metadata can be attached to function definitions
6028 to record the number of times the function is called. Used with BFI
6029 information, it is also used to derive the basic block profile count.
6030 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6032 .. _prof_node_VP:
6037 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
6038 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
6039 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
6040 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
6042 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
6043 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
6044 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
6045 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
6046 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
6047 of the callee function name, and for memory operations each value is the
6048 byte length.
6050 Note that the value counts do not need to add up to the total count
6051 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
6052 are tracked and reported).
6054 Indirect call example:
6056 .. code-block:: llvm
6058     call void %f(), !prof !1
6059     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
6061 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
6062 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
6063 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
6064 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
6065 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
6066 operands give the execution count that each of the respective prior target
6067 functions was called.
6069 Module Flags Metadata
6070 =====================
6072 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
6073 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
6074 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
6075 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
6076 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
6077 look it up.
6079 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
6080 Each triplet has the following form:
6082 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
6083    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
6084    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
6085    described below.
6086 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
6087    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
6088    including entries with the **Require** behavior).
6089 -  The third element is the value of the flag.
6091 When two (or more) modules are merged together, the resulting
6092 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
6093 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
6094 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
6095 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
6096 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
6098 The following behaviors are supported:
6100 .. list-table::
6101    :header-rows: 1
6102    :widths: 10 90
6104    * - Value
6105      - Behavior
6107    * - 1
6108      - **Error**
6109            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
6110            is that of the operands.
6112    * - 2
6113      - **Warning**
6114            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
6115            operand for the flag from the first module being linked.
6117    * - 3
6118      - **Require**
6119            Adds a requirement that another module flag be present and have a
6120            specified value after linking is performed. The value must be a
6121            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
6122            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
6123            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
6124            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
6125            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
6127    * - 4
6128      - **Override**
6129            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
6130            other module. If both modules specify **Override**, but the values
6131            differ, an error will be emitted.
6133    * - 5
6134      - **Append**
6135            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
6137    * - 6
6138      - **AppendUnique**
6139            Appends the two values, which are required to be metadata
6140            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
6141            during the append operation.
6143    * - 7
6144      - **Max**
6145            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
6147 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
6148 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
6149 value) or **Override**.
6151 An example of module flags:
6153 .. code-block:: llvm
6155     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
6156     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
6157     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
6158     !3 = !{ i32 3, !"qux",
6159       !{
6160         !"foo", i32 1
6161       }
6162     }
6163     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
6165 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
6166    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
6167    values are not equal.
6169 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
6170    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
6171    '37'.
6173 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
6174    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
6175    warning if their values are not equal.
6177 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6179    ::
6181        !{ !"foo", i32 1 }
6183    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6184    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6185    performed.
6187 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6188 ----------------------------------------------------
6190 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6191 collection in a special section called "image info". The metadata
6192 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6193 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6194 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6195 be merged rather than appended together.
6197 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6198 following key-value pairs:
6200 .. list-table::
6201    :header-rows: 1
6202    :widths: 30 70
6204    * - Key
6205      - Value
6207    * - ``Objective-C Version``
6208      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6210    * - ``Objective-C Image Info Version``
6211      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6212        always 0.
6214    * - ``Objective-C Image Info Section``
6215      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6216        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6217        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6218        Objective-C ABI version 2.
6220    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6221      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6222        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6223        collection supported.
6225    * - ``Objective-C GC Only``
6226      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6227        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6228        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6230 Some important flag interactions:
6232 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6233    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6234    2, then the resulting module has the
6235    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6236 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6237    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6239 C type width Module Flags Metadata
6240 ----------------------------------
6242 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6243 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6244 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6245 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6246 width.
6248 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6249 flags metadata, using the following key-value pairs:
6251 .. list-table::
6252    :header-rows: 1
6253    :widths: 30 70
6255    * - Key
6256      - Value
6258    * - short_wchar
6259      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6260        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6262    * - short_enum
6263      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6264        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6265          represent all of its values.
6267 For example, the following metadata section specifies that the module was
6268 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6269 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6271     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6272     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6273     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6275 LTO Post-Link Module Flags Metadata
6276 -----------------------------------
6278 Some optimisations are only when the entire LTO unit is present in the current
6279 module. This is represented by the ``LTOPostLink`` module flags metadata, which
6280 will be created with a value of ``1`` when LTO linking occurs.
6282 Automatic Linker Flags Named Metadata
6283 =====================================
6285 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6286 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6287 allow source files to contain linker command line options, and have these
6288 automatically be transmitted to the linker via object files.
6290 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6291 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6292 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6293 list of metadata strings defining linker options.
6295 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6296 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6297 framework::
6299     !0 = !{ !"-lz" }
6300     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6301     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6303 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6304 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6305 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6306 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6307 assembly writer or object file emitter.
6309 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6310 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6311 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6313 Dependent Libs Named Metadata
6314 =============================
6316 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6317 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6318 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6319 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6320 linker via object files.
6322 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6323 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6324 which should contain a single string operand.
6326 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6328     !0 = !{!"a library specifier"}
6329     !1 = !{!"another library specifier"}
6330     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6332 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6333 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6335 .. _summary:
6337 ThinLTO Summary
6338 ===============
6340 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6341 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6342 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6343 in syntax by a caret ('``^``').
6345 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6346 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6347 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6348 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6349 input file).
6351 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6352 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6353 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6354 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6355 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6356 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6357 before feeding into thin link tools for now).
6359 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6360 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6361 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6362 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6364 .. _module_path_summary:
6366 Module Path Summary Entry
6367 -------------------------
6369 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6370 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6371 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6372 one module path entry per linked module with summary.
6374 Example:
6376 .. code-block:: text
6378     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6380 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6381 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6382 incremental builds and caching.
6384 .. _gv_summary:
6386 Global Value Summary Entry
6387 --------------------------
6389 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6390 referenced by a summarized module.
6392 Example:
6394 .. code-block:: text
6396     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6398 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6399 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6400 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6401 for symbols with weak linkage.
6403 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6404 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6405 :ref:`alias<alias_summary>`.
6407 .. _function_summary:
6409 Function Summary
6410 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6412 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6414 .. code-block:: text
6416     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6418 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6419 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6420 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6421 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6422 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6423 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6424 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6425 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6426 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6428 .. _variable_summary:
6430 Global Variable Summary
6431 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6433 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6435 .. code-block:: text
6437     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6439 The variable entry contains a subset of the fields in a
6440 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6442 .. _alias_summary:
6444 Alias Summary
6445 ^^^^^^^^^^^^^
6447 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6449 .. code-block:: text
6451     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6453 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6454 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6455 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6457 .. _funcflags_summary:
6459 Function Flags
6460 ^^^^^^^^^^^^^^
6462 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6464 .. code-block:: text
6466     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6468 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6469 ``0``.
6471 .. _calls_summary:
6473 Calls
6474 ^^^^^
6476 The optional ``Calls`` field looks like:
6478 .. code-block:: text
6480     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6482 where each ``Callee`` looks like:
6484 .. code-block:: text
6486     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6488 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6489 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6490 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6491 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6492 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6494 .. _refs_summary:
6496 Refs
6497 ^^^^
6499 The optional ``Refs`` field looks like:
6501 .. code-block:: text
6503     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6505 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6506 value (e.g. ``^1``).
6508 .. _typeidinfo_summary:
6510 TypeIdInfo
6511 ^^^^^^^^^^
6513 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6514 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6515 looks like:
6517 .. code-block:: text
6519     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6521 These optional fields have the following forms:
6523 TypeTests
6524 """""""""
6526 .. code-block:: text
6528     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6530 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6531 by summary id or ``GUID``.
6533 TypeTestAssumeVCalls
6534 """"""""""""""""""""
6536 .. code-block:: text
6538     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6540 Where each VFuncId has the format:
6542 .. code-block:: text
6544     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6546 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6547 by summary id or ``GUID`` preceded by a ``guid:`` tag.
6549 TypeCheckedLoadVCalls
6550 """""""""""""""""""""
6552 .. code-block:: text
6554     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6556 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6558 TypeTestAssumeConstVCalls
6559 """""""""""""""""""""""""
6561 .. code-block:: text
6563     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6565 Where each ConstVCall has the format:
6567 .. code-block:: text
6569     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6571 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6572 and each Arg is an integer argument number.
6574 TypeCheckedLoadConstVCalls
6575 """"""""""""""""""""""""""
6577 .. code-block:: text
6579     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6581 Where each ConstVCall has the format described for
6582 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6584 .. _typeid_summary:
6586 Type ID Summary Entry
6587 ---------------------
6589 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6590 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6591 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6592 so these are only present in a combined summary index.
6594 Example:
6596 .. code-block:: text
6598     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6600 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6601 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6602 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6603 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6604 field that looks like:
6606 .. code-block:: text
6608     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6610 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6611 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6613 .. code-block:: text
6615     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6616     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6617     wpdRes: (kind: indir)
6619 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6620 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6622 .. code-block:: text
6624     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6626 where ResByArg is:
6628 .. code-block:: text
6630     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6632 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6633 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6634 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6635 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6636 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6637 not support the use of absolute symbols to store constants.
6639 .. _intrinsicglobalvariables:
6641 Intrinsic Global Variables
6642 ==========================
6644 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6645 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6646 All globals of this sort should have a section specified as
6647 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6648 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6650 .. _gv_llvmused:
6652 The '``llvm.used``' Global Variable
6653 -----------------------------------
6655 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6656 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6657 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6658 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6659 use of it is:
6661 .. code-block:: llvm
6663     @X = global i8 4
6664     @Y = global i32 123
6666     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6667        i8* @X,
6668        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6669     ], section "llvm.metadata"
6671 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6672 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6673 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6674 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6675 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6676 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6677 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6679 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6680 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6681 molesting the symbol.
6683 .. _gv_llvmcompilerused:
6685 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6686 --------------------------------------------
6688 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6689 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6690 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6691 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6692 by ``@llvm.used``.
6694 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6695 and should not be exposed to source languages.
6697 .. _gv_llvmglobalctors:
6699 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6700 -------------------------------------------
6702 .. code-block:: llvm
6704     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6705     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6707 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6708 functions, priorities, and an associated global or function.
6709 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6710 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6711 functions with the same priority is not defined.
6713 If the third field is non-null, and points to a global variable
6714 or function, the initializer function will only run if the associated
6715 data from the current module is not discarded.
6717 .. _llvmglobaldtors:
6719 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6720 -------------------------------------------
6722 .. code-block:: llvm
6724     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6725     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6727 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6728 functions, priorities, and an associated global or function.
6729 The functions referenced by this array will be called in descending
6730 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6731 order of functions with the same priority is not defined.
6733 If the third field is non-null, and points to a global variable
6734 or function, the destructor function will only run if the associated
6735 data from the current module is not discarded.
6737 Instruction Reference
6738 =====================
6740 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6741 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6742 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6743 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6744 :ref:`other instructions <otherops>`.
6746 .. _terminators:
6748 Terminator Instructions
6749 -----------------------
6751 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6752 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6753 block should be executed after the current block is finished. These
6754 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6755 control flow, not values (the one exception being the
6756 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6758 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6759 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6760 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6761 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6762 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6763 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6764 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6765 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6767 .. _i_ret:
6769 '``ret``' Instruction
6770 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6772 Syntax:
6773 """""""
6777       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6778       ret void                 ; Return from void function
6780 Overview:
6781 """""""""
6783 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6784 a value) from a function back to the caller.
6786 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6787 value and then causes control flow, and one that just causes control
6788 flow to occur.
6790 Arguments:
6791 """"""""""
6793 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6794 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6795 class <t_firstclass>`' type.
6797 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6798 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6799 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6800 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6801 value.
6803 Semantics:
6804 """"""""""
6806 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6807 the calling function's context. If the caller is a
6808 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6809 instruction after the call. If the caller was an
6810 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6811 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6812 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6813 value.
6815 Example:
6816 """"""""
6818 .. code-block:: llvm
6820       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6821       ret void                        ; Return from a void function
6822       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6824 .. _i_br:
6826 '``br``' Instruction
6827 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6829 Syntax:
6830 """""""
6834       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6835       br label <dest>          ; Unconditional branch
6837 Overview:
6838 """""""""
6840 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6841 different basic block in the current function. There are two forms of
6842 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6843 unconditional branch.
6845 Arguments:
6846 """"""""""
6848 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6849 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6850 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6852 Semantics:
6853 """"""""""
6855 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6856 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6857 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6858 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6860 Example:
6861 """"""""
6863 .. code-block:: llvm
6865     Test:
6866       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6867       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6868     IfEqual:
6869       ret i32 1
6870     IfUnequal:
6871       ret i32 0
6873 .. _i_switch:
6875 '``switch``' Instruction
6876 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6878 Syntax:
6879 """""""
6883       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6885 Overview:
6886 """""""""
6888 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6889 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6890 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6891 destinations.
6893 Arguments:
6894 """"""""""
6896 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6897 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6898 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6899 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6901 Semantics:
6902 """"""""""
6904 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6905 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6906 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6907 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6908 to the default destination.
6910 Implementation:
6911 """""""""""""""
6913 Depending on properties of the target machine and the particular
6914 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6915 different ways. For example, it could be generated as a series of
6916 chained conditional branches or with a lookup table.
6918 Example:
6919 """"""""
6921 .. code-block:: llvm
6923      ; Emulate a conditional br instruction
6924      %Val = zext i1 %value to i32
6925      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6927      ; Emulate an unconditional br instruction
6928      switch i32 0, label %dest [ ]
6930      ; Implement a jump table:
6931      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6932                                          i32 1, label %onone
6933                                          i32 2, label %ontwo ]
6935 .. _i_indirectbr:
6937 '``indirectbr``' Instruction
6938 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6940 Syntax:
6941 """""""
6945       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6947 Overview:
6948 """""""""
6950 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6951 label within the current function, whose address is specified by
6952 "``address``". Address must be derived from a
6953 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6955 Arguments:
6956 """"""""""
6958 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6959 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6960 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6961 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6963 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6964 accurate understanding of the CFG.
6966 Semantics:
6967 """"""""""
6969 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6970 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6971 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6972 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6974 Implementation:
6975 """""""""""""""
6977 This is typically implemented with a jump through a register.
6979 Example:
6980 """"""""
6982 .. code-block:: llvm
6984      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6986 .. _i_invoke:
6988 '``invoke``' Instruction
6989 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6991 Syntax:
6992 """""""
6996       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6997                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6999 Overview:
7000 """""""""
7002 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
7003 function, with the possibility of control flow transfer to either the
7004 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
7005 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
7006 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
7007 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
7008 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
7009 nearest "exception" label.
7011 The '``exception``' label is a `landing
7012 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
7013 '``exception``' label is required to have the
7014 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
7015 information about the behavior of the program after unwinding happens,
7016 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
7017 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
7018 instruction, so that the important information contained within the
7019 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
7021 Arguments:
7022 """"""""""
7024 This instruction requires several arguments:
7026 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7027    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7028    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7029 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7030    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7031    are valid here.
7032 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7033    of the called function. If it is not specified, the program address space
7034    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7035 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7036    type of the return value. Functions that return no value are marked
7037    ``void``.
7038 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
7039    argument types must match the types implied by this signature. This
7040    type can be omitted if the function is not varargs.
7041 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7042    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7043    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7044    to function value.
7045 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7046    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7047    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7048    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7049    extra arguments can be specified.
7050 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7051    executes a '``ret``' instruction.
7052 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
7053    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
7054    mechanism.
7055 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7056 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7058 Semantics:
7059 """"""""""
7061 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7062 instruction in most regards. The primary difference is that it
7063 establishes an association with a label, which is used by the runtime
7064 library to unwind the stack.
7066 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
7067 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
7068 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
7069 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
7071 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
7072 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
7073 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
7074 return value is available.
7076 Example:
7077 """"""""
7079 .. code-block:: llvm
7081       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
7082                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7083       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
7084                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7086 .. _i_callbr:
7088 '``callbr``' Instruction
7089 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7091 Syntax:
7092 """""""
7096       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
7097                     [operand bundles] to label <normal label> [other labels]
7099 Overview:
7100 """""""""
7102 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
7103 function, with the possibility of control flow transfer to either the
7104 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
7106 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
7107 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
7109 Arguments:
7110 """"""""""
7112 This instruction requires several arguments:
7114 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7115    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7116    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7117 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7118    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7119    are valid here.
7120 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7121    of the called function. If it is not specified, the program address space
7122    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7123 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7124    type of the return value. Functions that return no value are marked
7125    ``void``.
7126 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
7127    argument types must match the types implied by this signature. This
7128    type can be omitted if the function is not varargs.
7129 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7130    be called. In most cases, this is a direct function call, but
7131    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7132    to function value.
7133 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7134    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7135    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7136    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7137    extra arguments can be specified.
7138 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7139    executes a '``ret``' instruction.
7140 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
7141    to a location other than the normal '``normal label``'. The blockaddress
7142    constant for these should also be in the list of '``function args``'.
7143 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7144 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7146 Semantics:
7147 """"""""""
7149 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7150 instruction in most regards. The primary difference is that it
7151 establishes an association with additional labels to define where control
7152 flow goes after the call.
7154 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
7155 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
7156 assembly to jump to.
7158 Example:
7159 """"""""
7161 .. code-block:: text
7163       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
7164                   to label %normal [label %fail]
7166 .. _i_resume:
7168 '``resume``' Instruction
7169 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7171 Syntax:
7172 """""""
7176       resume <type> <value>
7178 Overview:
7179 """""""""
7181 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
7182 successors.
7184 Arguments:
7185 """"""""""
7187 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7188 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7189 function.
7191 Semantics:
7192 """"""""""
7194 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7195 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7196 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7198 Example:
7199 """"""""
7201 .. code-block:: llvm
7203       resume { i8*, i32 } %exn
7205 .. _i_catchswitch:
7207 '``catchswitch``' Instruction
7208 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7210 Syntax:
7211 """""""
7215       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7216       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7218 Overview:
7219 """""""""
7221 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7222 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7223 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7225 Arguments:
7226 """"""""""
7228 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7229 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7230 this operand may be the token ``none``.
7232 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7233 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7234 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7235 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7237 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7238 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7240 Semantics:
7241 """"""""""
7243 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7244 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7245 present.
7247 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7248 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7249 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7251 Example:
7252 """"""""
7254 .. code-block:: text
7256     dispatch1:
7257       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7258     dispatch2:
7259       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7261 .. _i_catchret:
7263 '``catchret``' Instruction
7264 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7266 Syntax:
7267 """""""
7271       catchret from <token> to label <normal>
7273 Overview:
7274 """""""""
7276 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7277 single successor.
7280 Arguments:
7281 """"""""""
7283 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7284 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7285 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7286 transfer to next.
7288 Semantics:
7289 """"""""""
7291 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7292 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7293 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7294 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7295 ``normal``.
7297 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7298 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7299 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7300 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7302 Example:
7303 """"""""
7305 .. code-block:: text
7307       catchret from %catch label %continue
7309 .. _i_cleanupret:
7311 '``cleanupret``' Instruction
7312 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7314 Syntax:
7315 """""""
7319       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7320       cleanupret from <value> unwind to caller
7322 Overview:
7323 """""""""
7325 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7326 an optional successor.
7329 Arguments:
7330 """"""""""
7332 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7333 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7334 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7335 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7336 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7338 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7339 which must be the label of another basic block beginning with either a
7340 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7341 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7342 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7344 Semantics:
7345 """"""""""
7347 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7348 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7349 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7350 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7352 Example:
7353 """"""""
7355 .. code-block:: text
7357       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7358       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7360 .. _i_unreachable:
7362 '``unreachable``' Instruction
7363 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7365 Syntax:
7366 """""""
7370       unreachable
7372 Overview:
7373 """""""""
7375 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7376 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7377 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7378 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7380 Semantics:
7381 """"""""""
7383 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7385 .. _unaryops:
7387 Unary Operations
7388 -----------------
7390 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7391 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7392 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7393 result value has the same type as its operand.
7395 .. _i_fneg:
7397 '``fneg``' Instruction
7398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7400 Syntax:
7401 """""""
7405       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7407 Overview:
7408 """""""""
7410 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7412 Arguments:
7413 """"""""""
7415 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7416 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7417 floating-point values.
7419 Semantics:
7420 """"""""""
7422 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7423 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7424 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7425 unsafe floating-point optimizations:
7427 Example:
7428 """"""""
7430 .. code-block:: text
7432       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7434 .. _binaryops:
7436 Binary Operations
7437 -----------------
7439 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7440 They require two operands of the same type, execute an operation on
7441 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7442 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7443 result value has the same type as its operands.
7445 There are several different binary operators:
7447 .. _i_add:
7449 '``add``' Instruction
7450 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7452 Syntax:
7453 """""""
7457       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7458       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7459       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7460       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7462 Overview:
7463 """""""""
7465 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7467 Arguments:
7468 """"""""""
7470 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7471 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7472 arguments must have identical types.
7474 Semantics:
7475 """"""""""
7477 The value produced is the integer sum of the two operands.
7479 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7480 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7481 the result.
7483 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7484 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7486 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7487 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7488 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7489 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7491 Example:
7492 """"""""
7494 .. code-block:: text
7496       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7498 .. _i_fadd:
7500 '``fadd``' Instruction
7501 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7503 Syntax:
7504 """""""
7508       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7510 Overview:
7511 """""""""
7513 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7515 Arguments:
7516 """"""""""
7518 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7519 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7520 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7522 Semantics:
7523 """"""""""
7525 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7526 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7527 environment <floatenv>`.
7528 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7529 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7530 unsafe floating-point optimizations:
7532 Example:
7533 """"""""
7535 .. code-block:: text
7537       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7539 '``sub``' Instruction
7540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7542 Syntax:
7543 """""""
7547       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7548       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7549       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7550       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7552 Overview:
7553 """""""""
7555 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7557 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7558 instruction present in most other intermediate representations.
7560 Arguments:
7561 """"""""""
7563 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7564 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7565 arguments must have identical types.
7567 Semantics:
7568 """"""""""
7570 The value produced is the integer difference of the two operands.
7572 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7573 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7574 the result.
7576 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7577 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7579 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7580 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7581 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7582 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7584 Example:
7585 """"""""
7587 .. code-block:: text
7589       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7590       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7592 .. _i_fsub:
7594 '``fsub``' Instruction
7595 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7597 Syntax:
7598 """""""
7602       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7604 Overview:
7605 """""""""
7607 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7609 Arguments:
7610 """"""""""
7612 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7613 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7614 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7616 Semantics:
7617 """"""""""
7619 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7620 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7621 environment <floatenv>`.
7622 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7623 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7624 unsafe floating-point optimizations:
7626 Example:
7627 """"""""
7629 .. code-block:: text
7631       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7632       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7634 '``mul``' Instruction
7635 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7637 Syntax:
7638 """""""
7642       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7643       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7644       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7645       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7647 Overview:
7648 """""""""
7650 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7652 Arguments:
7653 """"""""""
7655 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7656 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7657 arguments must have identical types.
7659 Semantics:
7660 """"""""""
7662 The value produced is the integer product of the two operands.
7664 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7665 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7666 bit width of the result.
7668 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7669 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7670 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7671 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7672 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7673 product.
7675 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7676 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7677 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7678 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7680 Example:
7681 """"""""
7683 .. code-block:: text
7685       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7687 .. _i_fmul:
7689 '``fmul``' Instruction
7690 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7692 Syntax:
7693 """""""
7697       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7699 Overview:
7700 """""""""
7702 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7704 Arguments:
7705 """"""""""
7707 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7708 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7709 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7711 Semantics:
7712 """"""""""
7714 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7715 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7716 environment <floatenv>`.
7717 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7718 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7719 unsafe floating-point optimizations:
7721 Example:
7722 """"""""
7724 .. code-block:: text
7726       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7728 '``udiv``' Instruction
7729 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7731 Syntax:
7732 """""""
7736       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7737       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7739 Overview:
7740 """""""""
7742 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7744 Arguments:
7745 """"""""""
7747 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7748 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7749 arguments must have identical types.
7751 Semantics:
7752 """"""""""
7754 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7756 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7757 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7759 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7760 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7763 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7764 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7765 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7767 Example:
7768 """"""""
7770 .. code-block:: text
7772       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7774 '``sdiv``' Instruction
7775 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7777 Syntax:
7778 """""""
7782       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7783       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7785 Overview:
7786 """""""""
7788 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7790 Arguments:
7791 """"""""""
7793 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7794 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7795 arguments must have identical types.
7797 Semantics:
7798 """"""""""
7800 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7801 rounded towards zero.
7803 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7804 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7806 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7807 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7808 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7809 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7811 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7812 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7814 Example:
7815 """"""""
7817 .. code-block:: text
7819       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7821 .. _i_fdiv:
7823 '``fdiv``' Instruction
7824 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7826 Syntax:
7827 """""""
7831       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7833 Overview:
7834 """""""""
7836 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7838 Arguments:
7839 """"""""""
7841 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7842 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7843 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7845 Semantics:
7846 """"""""""
7848 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7849 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7850 environment <floatenv>`.
7851 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7852 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7853 unsafe floating-point optimizations:
7855 Example:
7856 """"""""
7858 .. code-block:: text
7860       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7862 '``urem``' Instruction
7863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7865 Syntax:
7866 """""""
7870       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7872 Overview:
7873 """""""""
7875 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7876 division of its two arguments.
7878 Arguments:
7879 """"""""""
7881 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7882 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7883 arguments must have identical types.
7885 Semantics:
7886 """"""""""
7888 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7889 This instruction always performs an unsigned division to get the
7890 remainder.
7892 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7893 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7895 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7896 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7897 undefined behavior.
7899 Example:
7900 """"""""
7902 .. code-block:: text
7904       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7906 '``srem``' Instruction
7907 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7909 Syntax:
7910 """""""
7914       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7916 Overview:
7917 """""""""
7919 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7920 division of its two operands. This instruction can also take
7921 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7922 must be integers.
7924 Arguments:
7925 """"""""""
7927 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7928 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7929 arguments must have identical types.
7931 Semantics:
7932 """"""""""
7934 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7935 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7936 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7937 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7938 difference, see `The Math
7939 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7940 table of how this is implemented in various languages, please see
7941 `Wikipedia: modulo
7942 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7944 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7945 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7947 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7948 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7949 undefined behavior.
7950 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7951 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7952 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7953 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7954 result of the division and the remainder.)
7956 Example:
7957 """"""""
7959 .. code-block:: text
7961       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7963 .. _i_frem:
7965 '``frem``' Instruction
7966 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7968 Syntax:
7969 """""""
7973       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7975 Overview:
7976 """""""""
7978 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7979 its two operands.
7981 Arguments:
7982 """"""""""
7984 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7985 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7986 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7988 Semantics:
7989 """"""""""
7991 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7992 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7993 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7994 dividend.
7995 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7996 environment <floatenv>`.
7997 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7998 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7999 unsafe floating-point optimizations:
8001 Example:
8002 """"""""
8004 .. code-block:: text
8006       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
8008 .. _bitwiseops:
8010 Bitwise Binary Operations
8011 -------------------------
8013 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
8014 in a program. They are generally very efficient instructions and can
8015 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
8016 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
8017 single value. The resulting value is the same type as its operands.
8019 '``shl``' Instruction
8020 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8022 Syntax:
8023 """""""
8027       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
8028       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8029       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8030       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8032 Overview:
8033 """""""""
8035 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
8036 a specified number of bits.
8038 Arguments:
8039 """"""""""
8041 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
8042 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8043 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8045 Semantics:
8046 """"""""""
8048 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
8049 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
8050 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
8051 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8052 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
8053 by the corresponding shift amount in ``op2``.
8055 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8056 value if it shifts out any non-zero bits.
8057 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8058 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
8060 Example:
8061 """"""""
8063 .. code-block:: text
8065       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
8066       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
8067       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
8068       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
8069       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
8071 '``lshr``' Instruction
8072 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8074 Syntax:
8075 """""""
8079       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8080       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8082 Overview:
8083 """""""""
8085 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
8086 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
8088 Arguments:
8089 """"""""""
8091 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
8092 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8093 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8095 Semantics:
8096 """"""""""
8098 This instruction always performs a logical shift right operation. The
8099 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
8100 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8101 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8102 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8103 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8105 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
8106 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8108 Example:
8109 """"""""
8111 .. code-block:: text
8113       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8114       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8115       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8116       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
8117       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
8118       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
8120 '``ashr``' Instruction
8121 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8123 Syntax:
8124 """""""
8128       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8129       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8131 Overview:
8132 """""""""
8134 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
8135 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
8136 extension.
8138 Arguments:
8139 """"""""""
8141 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
8142 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8143 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8145 Semantics:
8146 """"""""""
8148 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
8149 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
8150 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8151 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8152 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8153 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8155 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
8156 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8158 Example:
8159 """"""""
8161 .. code-block:: text
8163       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8164       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8165       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8166       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
8167       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
8168       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
8170 '``and``' Instruction
8171 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8173 Syntax:
8174 """""""
8178       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8180 Overview:
8181 """""""""
8183 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
8184 operands.
8186 Arguments:
8187 """"""""""
8189 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8190 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8191 arguments must have identical types.
8193 Semantics:
8194 """"""""""
8196 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8198 +-----+-----+-----+
8199 | In0 | In1 | Out |
8200 +-----+-----+-----+
8201 |   0 |   0 |   0 |
8202 +-----+-----+-----+
8203 |   0 |   1 |   0 |
8204 +-----+-----+-----+
8205 |   1 |   0 |   0 |
8206 +-----+-----+-----+
8207 |   1 |   1 |   1 |
8208 +-----+-----+-----+
8210 Example:
8211 """"""""
8213 .. code-block:: text
8215       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8216       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8217       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8219 '``or``' Instruction
8220 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8222 Syntax:
8223 """""""
8227       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8229 Overview:
8230 """""""""
8232 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8233 two operands.
8235 Arguments:
8236 """"""""""
8238 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8239 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8240 arguments must have identical types.
8242 Semantics:
8243 """"""""""
8245 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8247 +-----+-----+-----+
8248 | In0 | In1 | Out |
8249 +-----+-----+-----+
8250 |   0 |   0 |   0 |
8251 +-----+-----+-----+
8252 |   0 |   1 |   1 |
8253 +-----+-----+-----+
8254 |   1 |   0 |   1 |
8255 +-----+-----+-----+
8256 |   1 |   1 |   1 |
8257 +-----+-----+-----+
8259 Example:
8260 """"""""
8264       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8265       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8266       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8268 '``xor``' Instruction
8269 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8271 Syntax:
8272 """""""
8276       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8278 Overview:
8279 """""""""
8281 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8282 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8283 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8285 Arguments:
8286 """"""""""
8288 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8289 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8290 arguments must have identical types.
8292 Semantics:
8293 """"""""""
8295 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8297 +-----+-----+-----+
8298 | In0 | In1 | Out |
8299 +-----+-----+-----+
8300 |   0 |   0 |   0 |
8301 +-----+-----+-----+
8302 |   0 |   1 |   1 |
8303 +-----+-----+-----+
8304 |   1 |   0 |   1 |
8305 +-----+-----+-----+
8306 |   1 |   1 |   0 |
8307 +-----+-----+-----+
8309 Example:
8310 """"""""
8312 .. code-block:: text
8314       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8315       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8316       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8317       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8319 Vector Operations
8320 -----------------
8322 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8323 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8324 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8325 While LLVM does directly support these vector operations, many
8326 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8327 take full advantage of a specific target.
8329 .. _i_extractelement:
8331 '``extractelement``' Instruction
8332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8334 Syntax:
8335 """""""
8339       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8340       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8342 Overview:
8343 """""""""
8345 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8346 from a vector at a specified index.
8348 Arguments:
8349 """"""""""
8351 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8352 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8353 the position from which to extract the element. The index may be a
8354 variable of any integer type.
8356 Semantics:
8357 """"""""""
8359 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8360 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8361 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8362 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8363 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8364 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8366 Example:
8367 """"""""
8369 .. code-block:: text
8371       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8373 .. _i_insertelement:
8375 '``insertelement``' Instruction
8376 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8378 Syntax:
8379 """""""
8383       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8384       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8386 Overview:
8387 """""""""
8389 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8390 vector at a specified index.
8392 Arguments:
8393 """"""""""
8395 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8396 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8397 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8398 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8399 index may be a variable of any integer type.
8401 Semantics:
8402 """"""""""
8404 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8405 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8406 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8407 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8408 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8409 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8411 Example:
8412 """"""""
8414 .. code-block:: text
8416       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8418 .. _i_shufflevector:
8420 '``shufflevector``' Instruction
8421 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8423 Syntax:
8424 """""""
8428       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8429       <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>>
8431 Overview:
8432 """""""""
8434 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8435 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8436 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8438 Arguments:
8439 """"""""""
8441 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8442 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8443 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8444 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8445 same as the element type of the first two operands.
8447 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8448 constant integer or undef values.
8450 Semantics:
8451 """"""""""
8453 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8454 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8455 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8456 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8457 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8458 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8459 of the input vectors, the resulting element is undef.
8461 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8462 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8463 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8465 Example:
8466 """"""""
8468 .. code-block:: text
8470       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8471                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8472       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8473                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8474       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8475                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8476       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8477                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8479 Aggregate Operations
8480 --------------------
8482 LLVM supports several instructions for working with
8483 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8485 .. _i_extractvalue:
8487 '``extractvalue``' Instruction
8488 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8490 Syntax:
8491 """""""
8495       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8497 Overview:
8498 """""""""
8500 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8501 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8503 Arguments:
8504 """"""""""
8506 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8507 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8508 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8509 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8511 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8513 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8514    omitted and assumed to be zero.
8515 -  At least one index must be specified.
8516 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8518 Semantics:
8519 """"""""""
8521 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8522 the index operands.
8524 Example:
8525 """"""""
8527 .. code-block:: text
8529       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8531 .. _i_insertvalue:
8533 '``insertvalue``' Instruction
8534 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8536 Syntax:
8537 """""""
8541       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8543 Overview:
8544 """""""""
8546 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8547 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8549 Arguments:
8550 """"""""""
8552 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8553 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8554 a first-class value to insert. The following operands are constant
8555 indices indicating the position at which to insert the value in a
8556 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8557 to insert must have the same type as the value identified by the
8558 indices.
8560 Semantics:
8561 """"""""""
8563 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8564 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8565 indices is that of ``elt``.
8567 Example:
8568 """"""""
8570 .. code-block:: llvm
8572       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8573       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8574       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8576 .. _memoryops:
8578 Memory Access and Addressing Operations
8579 ---------------------------------------
8581 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8582 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8583 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8584 memory in LLVM.
8586 .. _i_alloca:
8588 '``alloca``' Instruction
8589 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8591 Syntax:
8592 """""""
8596       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8598 Overview:
8599 """""""""
8601 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8602 currently executing function, to be automatically released when this
8603 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8604 address space for allocas indicated in the datalayout.
8606 Arguments:
8607 """"""""""
8609 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8610 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8611 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8612 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8613 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8614 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8615 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8616 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8617 boundary compatible with the type.
8619 '``type``' may be any sized type.
8621 Semantics:
8622 """"""""""
8624 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8625 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8626 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8627 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8628 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8629 to represent automatic variables that must have an address available. When
8630 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8631 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8632 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8633 which way the stack grows) is not specified.
8635 Example:
8636 """"""""
8638 .. code-block:: llvm
8640       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8641       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8642       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8643       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8645 .. _i_load:
8647 '``load``' Instruction
8648 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8650 Syntax:
8651 """""""
8655       <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>]
8656       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8657       !<index> = !{ i32 1 }
8658       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8659       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8661 Overview:
8662 """""""""
8664 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8666 Arguments:
8667 """"""""""
8669 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8670 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8671 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8672 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8673 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8674 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8676 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8677 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8678 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8679 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8680 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8681 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8682 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8683 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8684 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8685 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8687 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8688 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8689 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8690 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8691 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8692 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8693 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8694 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8695 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8696 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8697 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8698 tools, so should not be accessed if the function has the
8699 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8701 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8702 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8703 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8704 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8705 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8706 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8707 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8709 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8710 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8711 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8712 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8713 referenced by the load contains the same value at all points in the
8714 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8715 otherwise, the behavior is undefined.
8717 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8718  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8719  See ``invariant.group`` metadata :ref:`invariant.group <md_invariant.group>`
8721 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8722 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8723 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8724 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8725 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8726 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8727 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8729 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8730 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8731 entry.
8732 See ``dereferenceable`` metadata :ref:`dereferenceable <md_dereferenceable>`
8734 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8735 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8736 ``i64`` entry.
8737 See ``dereferenceable_or_null`` metadata :ref:`dereferenceable_or_null
8738 <md_dereferenceable_or_null>`
8740 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8741 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8742 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8743 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8744 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8745 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8746 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8747 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8749 Semantics:
8750 """"""""""
8752 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8753 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8754 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8755 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8756 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8757 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8758 written using a store of the same type.
8760 Examples:
8761 """""""""
8763 .. code-block:: llvm
8765       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8766       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8767       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8769 .. _i_store:
8771 '``store``' Instruction
8772 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8774 Syntax:
8775 """""""
8779       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8780       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8782 Overview:
8783 """""""""
8785 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8787 Arguments:
8788 """"""""""
8790 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8791 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8792 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8793 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8794 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8795 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8796 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8797 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8799 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8800 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8801 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8802 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8803 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8804 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8805 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8806 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8807 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8808 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8810 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8811 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8812 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8813 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8814 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8815 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8816 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8817 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8818 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8819 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8820 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8821 races if another thread can access the same address. Introducing a
8822 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8823 even in situations where a data race is known to not exist if the
8824 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8826 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8827 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8828 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8829 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8830 be reused in the cache. The code generator may select special
8831 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8832 x86.
8834 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8835 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8837 Semantics:
8838 """"""""""
8840 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8841 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8842 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8843 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8844 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8845 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8846 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8847 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8849 Example:
8850 """"""""
8852 .. code-block:: llvm
8854       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8855       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8856       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8858 .. _i_fence:
8860 '``fence``' Instruction
8861 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8863 Syntax:
8864 """""""
8868       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8870 Overview:
8871 """""""""
8873 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8874 between operations.
8876 Arguments:
8877 """"""""""
8879 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8880 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8881 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8883 Semantics:
8884 """"""""""
8886 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8887 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8888 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8889 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8890 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8891 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8892 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8893 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8894 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8895 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8896 *happens-before* edge.
8898 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8899 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8900 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8902 A ``fence`` instruction can also take an optional
8903 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8905 Example:
8906 """"""""
8908 .. code-block:: text
8910       fence acquire                                        ; yields void
8911       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8912       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8914 .. _i_cmpxchg:
8916 '``cmpxchg``' Instruction
8917 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8919 Syntax:
8920 """""""
8924       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8926 Overview:
8927 """""""""
8929 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8930 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8931 equal, it tries to store a new value into the memory.
8933 Arguments:
8934 """"""""""
8936 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8937 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8938 address, and a new value to place at that address if the compared values
8939 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8940 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8941 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8942 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8943 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8944 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8945 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8947 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8948 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8949 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8950 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8951 ``release`` or ``acq_rel``.
8953 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8954 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8956 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8957 equal to the size in memory of the operand.
8959 Semantics:
8960 """"""""""
8962 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8963 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8964 written to the location. The original value at the location is returned,
8965 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8967 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8968 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8969 matched.
8971 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8972 if the value loaded equals ``cmp``.
8974 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8975 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8976 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8978 Example:
8979 """"""""
8981 .. code-block:: llvm
8983     entry:
8984       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8985       br label %loop
8987     loop:
8988       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8989       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8990       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8991       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8992       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8993       br i1 %success, label %done, label %loop
8995     done:
8996       ...
8998 .. _i_atomicrmw:
9000 '``atomicrmw``' Instruction
9001 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9003 Syntax:
9004 """""""
9008       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
9010 Overview:
9011 """""""""
9013 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
9015 Arguments:
9016 """"""""""
9018 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
9019 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
9020 operation. The operation must be one of the following keywords:
9022 -  xchg
9023 -  add
9024 -  sub
9025 -  and
9026 -  nand
9027 -  or
9028 -  xor
9029 -  max
9030 -  min
9031 -  umax
9032 -  umin
9033 -  fadd
9034 -  fsub
9036 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
9037 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
9038 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
9039 may also be a floating point type with the same size constraints as
9040 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
9041 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
9042 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
9043 allowed to modify the number or order of execution of this
9044 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
9046 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
9047 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
9049 Semantics:
9050 """"""""""
9052 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
9053 operand are atomically read, modified, and written back. The original
9054 value at the location is returned. The modification is specified by the
9055 operation argument:
9057 -  xchg: ``*ptr = val``
9058 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
9059 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
9060 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
9061 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
9062 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
9063 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
9064 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9065 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9066 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9067    comparison)
9068 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9069    comparison)
9070 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
9071 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
9073 Example:
9074 """"""""
9076 .. code-block:: llvm
9078       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
9080 .. _i_getelementptr:
9082 '``getelementptr``' Instruction
9083 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9085 Syntax:
9086 """""""
9090       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9091       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9092       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
9094 Overview:
9095 """""""""
9097 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
9098 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
9099 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
9100 be used to calculate a vector of such addresses.
9102 Arguments:
9103 """"""""""
9105 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
9106 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
9107 base address to start from. The remaining arguments are indices
9108 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
9109 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
9110 into. The first index always indexes the pointer value given as the
9111 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
9112 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
9113 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
9114 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
9115 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
9116 would require loading the pointer before continuing calculation.
9118 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
9119 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
9120 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
9121 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
9122 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
9123 required to be constant. These integers are treated as signed values
9124 where relevant.
9126 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
9127 to LLVM:
9129 .. code-block:: c
9131     struct RT {
9132       char A;
9133       int B[10][20];
9134       char C;
9135     };
9136     struct ST {
9137       int X;
9138       double Y;
9139       struct RT Z;
9140     };
9142     int *foo(struct ST *s) {
9143       return &s[1].Z.B[5][13];
9144     }
9146 The LLVM code generated by Clang is:
9148 .. code-block:: llvm
9150     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
9151     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
9153     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
9154     entry:
9155       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
9156       ret i32* %arrayidx
9157     }
9159 Semantics:
9160 """"""""""
9162 In the example above, the first index is indexing into the
9163 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
9164 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
9165 indexes into the third element of the structure, yielding a
9166 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
9167 structure. The third index indexes into the second element of the
9168 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
9169 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
9170 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
9171 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
9173 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
9174 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
9175 for the given testcase is equivalent to:
9177 .. code-block:: llvm
9179     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9180       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9181       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9182       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9183       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9184       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9185       ret i32* %t5
9186     }
9188 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9189 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9190 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9191 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9192 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9193 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9194 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9195 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9196 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9197 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9198 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9199 of the computations element-wise.
9201 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9202 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9203 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9204 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9205 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9206 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9207 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9208 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9209 information.
9211 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9212 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9213 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9214 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9215 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9216 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9217 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9218 in the case where both operands are in the range of the element selected
9219 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9220 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9221 in constant ``getelementptr`` expressions.
9223 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9224 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9226 Example:
9227 """"""""
9229 .. code-block:: llvm
9231         ; yields [12 x i8]*:aptr
9232         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9233         ; yields i8*:vptr
9234         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9235         ; yields i8*:eptr
9236         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9237         ; yields i32*:iptr
9238         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9240 Vector of pointers:
9241 """""""""""""""""""
9243 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9244 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9245 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9246 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9248 .. code-block:: llvm
9250      ; All arguments are vectors:
9251      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9252      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9254      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9255      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9256      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9258      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9259      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9260      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9262      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9264 The two following instructions are equivalent:
9266 .. code-block:: llvm
9268      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9269        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9270        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9271        <4 x i32> %ind4,
9272        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9274      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9275        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9277 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9278 makes sense:
9280 .. code-block:: c
9282     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9283     double *A, *B; int *C;
9284     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9285       A[i] = B[C[i]];
9286     }
9288 .. code-block:: llvm
9290     ; get pointers for 8 elements from array B
9291     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9292     ; load 8 elements from array B into A
9293     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9294          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9296 Conversion Operations
9297 ---------------------
9299 The instructions in this category are the conversion instructions
9300 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9301 various bit conversions on the operand.
9303 .. _i_trunc:
9305 '``trunc .. to``' Instruction
9306 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9308 Syntax:
9309 """""""
9313       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9315 Overview:
9316 """""""""
9318 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9320 Arguments:
9321 """"""""""
9323 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9324 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9325 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9326 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9327 types are not allowed.
9329 Semantics:
9330 """"""""""
9332 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9333 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9334 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9335 It will always truncate bits.
9337 Example:
9338 """"""""
9340 .. code-block:: llvm
9342       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9343       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9344       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9345       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9347 .. _i_zext:
9349 '``zext .. to``' Instruction
9350 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9352 Syntax:
9353 """""""
9357       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9359 Overview:
9360 """""""""
9362 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9364 Arguments:
9365 """"""""""
9367 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9368 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9369 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9370 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9372 Semantics:
9373 """"""""""
9375 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9376 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9378 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9380 Example:
9381 """"""""
9383 .. code-block:: llvm
9385       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9386       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9387       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9389 .. _i_sext:
9391 '``sext .. to``' Instruction
9392 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9394 Syntax:
9395 """""""
9399       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9401 Overview:
9402 """""""""
9404 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9406 Arguments:
9407 """"""""""
9409 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9410 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9411 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9412 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9414 Semantics:
9415 """"""""""
9417 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9418 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9419 of the type ``ty2``.
9421 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9423 Example:
9424 """"""""
9426 .. code-block:: llvm
9428       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9429       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9430       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9432 '``fptrunc .. to``' Instruction
9433 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9435 Syntax:
9436 """""""
9440       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9442 Overview:
9443 """""""""
9445 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9447 Arguments:
9448 """"""""""
9450 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9451 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9452 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9453 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9455 Semantics:
9456 """"""""""
9458 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9459 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9460 <t_floating>` type.
9461 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9462 environment <floatenv>`.
9464 Example:
9465 """"""""
9467 .. code-block:: llvm
9469       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9470       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9472 '``fpext .. to``' Instruction
9473 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9475 Syntax:
9476 """""""
9480       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9482 Overview:
9483 """""""""
9485 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9486 value.
9488 Arguments:
9489 """"""""""
9491 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9492 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9493 to. The source type must be smaller than the destination type.
9495 Semantics:
9496 """"""""""
9498 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9499 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9500 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9501 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9502 *no-op cast* for a floating-point cast.
9504 Example:
9505 """"""""
9507 .. code-block:: llvm
9509       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9510       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9512 '``fptoui .. to``' Instruction
9513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9515 Syntax:
9516 """""""
9520       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9522 Overview:
9523 """""""""
9525 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9526 integer equivalent of type ``ty2``.
9528 Arguments:
9529 """"""""""
9531 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9532 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9533 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9534 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9535 type with the same number of elements as ``ty``
9537 Semantics:
9538 """"""""""
9540 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9541 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9542 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9543 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9545 Example:
9546 """"""""
9548 .. code-block:: llvm
9550       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9551       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9552       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9554 '``fptosi .. to``' Instruction
9555 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9557 Syntax:
9558 """""""
9562       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9564 Overview:
9565 """""""""
9567 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9568 ``value`` to type ``ty2``.
9570 Arguments:
9571 """"""""""
9573 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9574 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9575 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9576 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9577 type with the same number of elements as ``ty``
9579 Semantics:
9580 """"""""""
9582 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9583 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9584 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9585 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9587 Example:
9588 """"""""
9590 .. code-block:: llvm
9592       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9593       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9594       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9596 '``uitofp .. to``' Instruction
9597 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9599 Syntax:
9600 """""""
9604       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9606 Overview:
9607 """""""""
9609 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9610 and converts that value to the ``ty2`` type.
9612 Arguments:
9613 """"""""""
9615 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9616 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9617 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9618 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9619 type with the same number of elements as ``ty``
9621 Semantics:
9622 """"""""""
9624 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9625 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9626 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9627 the default rounding mode.
9630 Example:
9631 """"""""
9633 .. code-block:: llvm
9635       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9636       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9638 '``sitofp .. to``' Instruction
9639 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9641 Syntax:
9642 """""""
9646       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9648 Overview:
9649 """""""""
9651 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9652 converts that value to the ``ty2`` type.
9654 Arguments:
9655 """"""""""
9657 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9658 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9659 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9660 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9661 type with the same number of elements as ``ty``
9663 Semantics:
9664 """"""""""
9666 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9667 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9668 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9669 mode.
9671 Example:
9672 """"""""
9674 .. code-block:: llvm
9676       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9677       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9679 .. _i_ptrtoint:
9681 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9682 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9684 Syntax:
9685 """""""
9689       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9691 Overview:
9692 """""""""
9694 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9695 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9697 Arguments:
9698 """"""""""
9700 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9701 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9702 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9703 a vector of integers type.
9705 Semantics:
9706 """"""""""
9708 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9709 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9710 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9711 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9712 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9713 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9714 change.
9716 Example:
9717 """"""""
9719 .. code-block:: llvm
9721       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9722       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9723       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9725 .. _i_inttoptr:
9727 '``inttoptr .. to``' Instruction
9728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9730 Syntax:
9731 """""""
9735       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>[, !dereferenceable !<deref_bytes_node>][, !dereferenceable_or_null !<deref_bytes_node]             ; yields ty2
9737 Overview:
9738 """""""""
9740 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9741 pointer type, ``ty2``.
9743 Arguments:
9744 """"""""""
9746 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9747 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9748 type.
9750 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
9751 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
9752 entry.
9753 See ``dereferenceable`` metadata.
9755 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
9756 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
9757 ``i64`` entry.
9758 See ``dereferenceable_or_null`` metadata.
9760 Semantics:
9761 """"""""""
9763 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9764 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9765 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9766 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9767 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9768 nothing is done (*no-op cast*).
9770 Example:
9771 """"""""
9773 .. code-block:: llvm
9775       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9776       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9777       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9778       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9780 .. _i_bitcast:
9782 '``bitcast .. to``' Instruction
9783 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9785 Syntax:
9786 """""""
9790       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9792 Overview:
9793 """""""""
9795 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9796 changing any bits.
9798 Arguments:
9799 """"""""""
9801 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9802 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9803 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9804 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9805 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9806 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9807 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9808 long as they have the same size).
9810 Semantics:
9811 """"""""""
9813 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9814 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9815 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9816 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9817 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9818 pointers) types with the same address space through this instruction.
9819 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9820 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9822 Example:
9823 """"""""
9825 .. code-block:: text
9827       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9828       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9829       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9830       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9832 .. _i_addrspacecast:
9834 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9835 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9837 Syntax:
9838 """""""
9842       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9844 Overview:
9845 """""""""
9847 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9848 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9850 Arguments:
9851 """"""""""
9853 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9854 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9855 address space.
9857 Semantics:
9858 """"""""""
9860 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9861 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9862 value modification, depending on the target and the address space
9863 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9864 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9865 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9866 location.
9868 Example:
9869 """"""""
9871 .. code-block:: llvm
9873       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9874       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9875       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9877 .. _otherops:
9879 Other Operations
9880 ----------------
9882 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9883 which defy better classification.
9885 .. _i_icmp:
9887 '``icmp``' Instruction
9888 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9890 Syntax:
9891 """""""
9895       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9897 Overview:
9898 """""""""
9900 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9901 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9902 pointer, or pointer vector operands.
9904 Arguments:
9905 """"""""""
9907 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9908 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9909 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9911 #. ``eq``: equal
9912 #. ``ne``: not equal
9913 #. ``ugt``: unsigned greater than
9914 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9915 #. ``ult``: unsigned less than
9916 #. ``ule``: unsigned less or equal
9917 #. ``sgt``: signed greater than
9918 #. ``sge``: signed greater or equal
9919 #. ``slt``: signed less than
9920 #. ``sle``: signed less or equal
9922 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9923 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9924 must also be identical types.
9926 Semantics:
9927 """"""""""
9929 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9930 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9931 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9933 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9934    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9935 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9936    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9937 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9938    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9939 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9940    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9941 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9942    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9943 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9944    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9945 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9946    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9947 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9948    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9949 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9950    if ``op1`` is less than ``op2``.
9951 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9952    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9954 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9955 are compared as if they were integers.
9957 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9958 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9959 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9961 Example:
9962 """"""""
9964 .. code-block:: text
9966       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9967       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9968       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9969       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9970       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9971       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9973 .. _i_fcmp:
9975 '``fcmp``' Instruction
9976 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9978 Syntax:
9979 """""""
9983       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9985 Overview:
9986 """""""""
9988 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9989 values based on comparison of its operands.
9991 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9992 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9994 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9995 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9996 compared.
9998 Arguments:
9999 """"""""""
10001 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
10002 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
10003 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
10005 #. ``false``: no comparison, always returns false
10006 #. ``oeq``: ordered and equal
10007 #. ``ogt``: ordered and greater than
10008 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
10009 #. ``olt``: ordered and less than
10010 #. ``ole``: ordered and less than or equal
10011 #. ``one``: ordered and not equal
10012 #. ``ord``: ordered (no nans)
10013 #. ``ueq``: unordered or equal
10014 #. ``ugt``: unordered or greater than
10015 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
10016 #. ``ult``: unordered or less than
10017 #. ``ule``: unordered or less than or equal
10018 #. ``une``: unordered or not equal
10019 #. ``uno``: unordered (either nans)
10020 #. ``true``: no comparison, always returns true
10022 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
10023 that either operand may be a QNAN.
10025 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
10026 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
10027 They must have identical types.
10029 Semantics:
10030 """"""""""
10032 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
10033 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
10034 vectors are compared element by element. Each comparison performed
10035 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
10037 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
10038 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10039    is equal to ``op2``.
10040 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10041    is greater than ``op2``.
10042 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10043    is greater than or equal to ``op2``.
10044 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10045    is less than ``op2``.
10046 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10047    is less than or equal to ``op2``.
10048 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10049    is not equal to ``op2``.
10050 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
10051 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10052    equal to ``op2``.
10053 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10054    greater than ``op2``.
10055 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10056    greater than or equal to ``op2``.
10057 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10058    less than ``op2``.
10059 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10060    less than or equal to ``op2``.
10061 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10062    not equal to ``op2``.
10063 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
10064 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
10066 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
10067 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10068 otherwise unsafe floating-point optimizations.
10070 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
10071 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
10072 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
10073 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
10075 Example:
10076 """"""""
10078 .. code-block:: text
10080       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
10081       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10082       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10083       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
10085 .. _i_phi:
10087 '``phi``' Instruction
10088 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10090 Syntax:
10091 """""""
10095       <result> = phi [fast-math-flags] <ty> [ <val0>, <label0>], ...
10097 Overview:
10098 """""""""
10100 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
10101 graph representing the function.
10103 Arguments:
10104 """"""""""
10106 The type of the incoming values is specified with the first type field.
10107 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
10108 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
10109 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
10110 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
10111 label arguments.
10113 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
10114 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
10115 block.
10117 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
10118 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
10119 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
10120 instruction's return value on the same edge).
10122 The optional ``fast-math-flags`` marker indicates that the phi has one
10123 or more :ref:`fast-math-flags <fastmath>`. These are optimization hints
10124 to enable otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math-flags
10125 are only valid for phis that return a floating-point scalar or vector
10126 type.
10128 Semantics:
10129 """"""""""
10131 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
10132 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
10133 executed just prior to the current block.
10135 Example:
10136 """"""""
10138 .. code-block:: llvm
10140     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
10141       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
10142       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
10143       br label %Loop
10145 .. _i_select:
10147 '``select``' Instruction
10148 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10150 Syntax:
10151 """""""
10155       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
10157       selty is either i1 or {<N x i1>}
10159 Overview:
10160 """""""""
10162 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
10163 condition, without IR-level branching.
10165 Arguments:
10166 """"""""""
10168 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
10169 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
10170 class <t_firstclass>` type.
10172 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
10173    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
10174    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10175    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
10177 Semantics:
10178 """"""""""
10180 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
10181 the first value argument; otherwise, it returns the second value
10182 argument.
10184 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
10185 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
10187 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
10188 same size, then an entire vector is selected.
10190 Example:
10191 """"""""
10193 .. code-block:: llvm
10195       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10197 .. _i_call:
10199 '``call``' Instruction
10200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10202 Syntax:
10203 """""""
10207       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10208                  <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10210 Overview:
10211 """""""""
10213 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10215 Arguments:
10216 """"""""""
10218 This instruction requires several arguments:
10220 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10221    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10222    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10223    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10224    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10226    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10227       recursive cycle in the call graph.
10228    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10229       forwarded in place.
10230    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10231       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10232       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10233       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10234       if a void return type is in use.
10236    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10237    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10238    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10239    additional  rules:
10241    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10242      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10243    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10244      produced by the call or void.
10245    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10246      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10247      in address space.
10248    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10249    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10250      returned, and inalloca, must match.
10251    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10252      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10253      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10255    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10256    the following conditions are met:
10258    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc`` or ``tailcc``.
10259    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10260       uses value of call or is void).
10261    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled,
10262       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``, or the calling convention
10263       is ``tailcc``
10264    -  `Platform-specific constraints are
10265       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10267 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10268    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10269    call optimization from being performed on the call.
10271 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10272    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10273    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10274    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10276 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10277    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10278    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10279    calling convention of the call must match the calling convention of
10280    the target function, or else the behavior is undefined.
10281 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10282    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10283    are valid here.
10284 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10285    of the called function. If it is not specified, the program address space
10286    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10287 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10288    type of the return value. Functions that return no value are marked
10289    ``void``.
10290 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10291    argument types must match the types implied by this signature. This
10292    type can be omitted if the function is not varargs.
10293 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10294    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10295    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10296    to function value.
10297 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10298    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10299    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10300    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10301    extra arguments can be specified.
10302 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10303 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10305 Semantics:
10306 """"""""""
10308 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10309 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10310 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10311 flow continues with the instruction after the function call, and the
10312 return value of the function is bound to the result argument.
10314 Example:
10315 """"""""
10317 .. code-block:: llvm
10319       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10320       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10321       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10322       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10323       call void %foo(i8 97 signext)
10325       %struct.A = type { i32, i8 }
10326       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10327       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10328       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10329       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10330       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10332 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10333 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10334 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10335 This is something we'd like to change in the future to provide better
10336 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10338 .. _i_va_arg:
10340 '``va_arg``' Instruction
10341 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10343 Syntax:
10344 """""""
10348       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10350 Overview:
10351 """""""""
10353 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10354 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10355 the ``va_arg`` macro in C.
10357 Arguments:
10358 """"""""""
10360 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10361 argument. It returns a value of the specified argument type and
10362 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10363 type of ``va_list`` is target specific.
10365 Semantics:
10366 """"""""""
10368 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10369 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10370 the next argument. For more information, see the variable argument
10371 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10373 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10374 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10375 function.
10377 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10378 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10380 Example:
10381 """"""""
10383 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10385 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10386 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10387 types on any target.
10389 .. _i_landingpad:
10391 '``landingpad``' Instruction
10392 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10394 Syntax:
10395 """""""
10399       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10400       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10402       <clause> := catch <type> <value>
10403       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10405 Overview:
10406 """""""""
10408 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10409 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10410 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10411 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10412 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10413 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10415 Arguments:
10416 """"""""""
10418 The optional
10419 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10421 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10422 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10423 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10424 clause takes an array constant as its argument. Use
10425 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10426 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10427 the ``cleanup`` flag.
10429 Semantics:
10430 """"""""""
10432 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10433 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10434 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10435 calling conventions, how the personality function results are
10436 represented in LLVM IR is target specific.
10438 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10439 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10440 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10441 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10442 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10443 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10444 unwinding continues further up the call stack.
10446 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10448 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10449    of an '``invoke``' instruction.
10450 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10451    first non-PHI instruction.
10452 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10453    pad block.
10454 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10455    '``landingpad``' instruction.
10457 Example:
10458 """"""""
10460 .. code-block:: llvm
10462       ;; A landing pad which can catch an integer.
10463       %res = landingpad { i8*, i32 }
10464                catch i8** @_ZTIi
10465       ;; A landing pad that is a cleanup.
10466       %res = landingpad { i8*, i32 }
10467                cleanup
10468       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10469       %res = landingpad { i8*, i32 }
10470                catch i8** @_ZTIi
10471                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10473 .. _i_catchpad:
10475 '``catchpad``' Instruction
10476 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10478 Syntax:
10479 """""""
10483       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10485 Overview:
10486 """""""""
10488 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10489 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10490 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10491 control to catch an exception.
10493 Arguments:
10494 """"""""""
10496 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10497 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10498 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10499 terminates in a ``catchswitch``.
10501 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10502 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10503 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10504 the exception.
10506 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10507 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10508 pads.
10510 Semantics:
10511 """"""""""
10513 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10514 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10515 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10516 entirely target and personality function-specific.
10518 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10519 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10521 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10522 instructions is described in the
10523 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10525 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10526 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10527 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10528 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10530 Example:
10531 """"""""
10533 .. code-block:: text
10535     dispatch:
10536       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10537       ;; A catch block which can catch an integer.
10538     handler0:
10539       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10541 .. _i_cleanuppad:
10543 '``cleanuppad``' Instruction
10544 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10546 Syntax:
10547 """""""
10551       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10553 Overview:
10554 """""""""
10556 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10557 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10558 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10559 transfer control to run cleanup actions.
10560 The ``args`` correspond to whatever additional
10561 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10562 execute the cleanup.
10563 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10564 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10565 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10566 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10567 this operand may be the token ``none``.
10569 Arguments:
10570 """"""""""
10572 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10573 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10575 Semantics:
10576 """"""""""
10578 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10579 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10580 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10581 As with calling conventions, how the personality function results are
10582 represented in LLVM IR is target specific.
10584 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10586 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10587    an exceptional instruction.
10588 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10589    first non-PHI instruction.
10590 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10591    cleanup block.
10592 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10593    '``cleanuppad``' instruction.
10595 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10596 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10597 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10598 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10600 Example:
10601 """"""""
10603 .. code-block:: text
10605       %tok = cleanuppad within %cs []
10607 .. _intrinsics:
10609 Intrinsic Functions
10610 ===================
10612 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10613 have well known names and semantics and are required to follow certain
10614 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10615 for the LLVM language that does not require changing all of the
10616 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10617 reader/writer, the parser, etc...).
10619 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10620 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10621 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10622 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10623 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10624 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10625 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10626 are added that they be documented here.
10628 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10629 represents a family of functions that perform the same operation but on
10630 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10631 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10632 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10633 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10634 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10635 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10636 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10637 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10638 argument or the result.
10640 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10641 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10642 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10643 whose type is matched against another type do not. For example, the
10644 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10645 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10646 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10647 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10648 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10649 type is matched against the return type, it does not require its own
10650 name suffix.
10652 For target developers who are defining intrinsics for back-end code
10653 generation, any intrinsic overloads based solely the distinction between
10654 integer or floating point types should not be relied upon for correct
10655 code generation. In such cases, the recommended approach for target
10656 maintainers when defining intrinsics is to create separate integer and
10657 FP intrinsics rather than rely on overloading. For example, if different
10658 codegen is required for ``llvm.target.foo(<4 x i32>)`` and
10659 ``llvm.target.foo(<4 x float>)`` then these should be split into
10660 different intrinsics.
10662 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10663 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10665 .. _int_varargs:
10667 Variable Argument Handling Intrinsics
10668 -------------------------------------
10670 Variable argument support is defined in LLVM with the
10671 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10672 functions. These functions are related to the similarly named macros
10673 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10675 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10676 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10677 does not define what this type is, so all transformations should be
10678 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10680 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10681 variable argument handling intrinsic functions are used.
10683 .. code-block:: llvm
10685     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10686     ; it is merely an i8*.
10687     %struct.va_list = type { i8* }
10689     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10690     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10692     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10693       ; Initialize variable argument processing
10694       %ap = alloca %struct.va_list
10695       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10696       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10698       ; Read a single integer argument
10699       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10701       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10702       %aq = alloca i8*
10703       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10704       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10705       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10707       ; Stop processing of arguments.
10708       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10709       ret i32 %tmp
10710     }
10712     declare void @llvm.va_start(i8*)
10713     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10714     declare void @llvm.va_end(i8*)
10716 .. _int_va_start:
10718 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10719 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10721 Syntax:
10722 """""""
10726       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10728 Overview:
10729 """""""""
10731 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10732 subsequent use by ``va_arg``.
10734 Arguments:
10735 """"""""""
10737 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10739 Semantics:
10740 """"""""""
10742 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10743 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10744 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10745 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10746 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10747 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10748 that out.
10750 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10751 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10753 Syntax:
10754 """""""
10758       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10760 Overview:
10761 """""""""
10763 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10764 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10766 Arguments:
10767 """"""""""
10769 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10771 Semantics:
10772 """"""""""
10774 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10775 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10776 element to which the argument points. Calls to
10777 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10778 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10779 ``llvm.va_end``.
10781 .. _int_va_copy:
10783 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10784 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10786 Syntax:
10787 """""""
10791       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10793 Overview:
10794 """""""""
10796 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10797 from the source argument list to the destination argument list.
10799 Arguments:
10800 """"""""""
10802 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10803 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10805 Semantics:
10806 """"""""""
10808 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10809 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10810 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10811 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10812 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10814 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10815 --------------------------------------
10817 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10818 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10819 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10820 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10822 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10823 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10824 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10825 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10826 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10827 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10829 Experimental Statepoint Intrinsics
10830 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10832 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10833 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10834 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10835 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10836 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10837 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10838 described in :doc:`Statepoints`.
10840 .. _int_gcroot:
10842 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10843 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10845 Syntax:
10846 """""""
10850       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10852 Overview:
10853 """""""""
10855 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10856 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10858 Arguments:
10859 """"""""""
10861 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10862 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10863 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10864 root.
10866 Semantics:
10867 """"""""""
10869 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10870 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10871 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10872 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10873 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10875 .. _int_gcread:
10877 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10878 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10880 Syntax:
10881 """""""
10885       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10887 Overview:
10888 """""""""
10890 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10891 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10892 barriers.
10894 Arguments:
10895 """"""""""
10897 The second argument is the address to read from, which should be an
10898 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10899 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10900 runtime (otherwise null).
10902 Semantics:
10903 """"""""""
10905 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10906 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10907 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10908 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10909 algorithm <gc>`.
10911 .. _int_gcwrite:
10913 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10914 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10916 Syntax:
10917 """""""
10921       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10923 Overview:
10924 """""""""
10926 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10927 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10928 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10930 Arguments:
10931 """"""""""
10933 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10934 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10935 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10936 object, Obj may be null.
10938 Semantics:
10939 """"""""""
10941 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10942 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10943 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10944 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10945 algorithm <gc>`.
10947 Code Generator Intrinsics
10948 -------------------------
10950 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10951 may only be implemented with code generator support.
10953 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10956 Syntax:
10957 """""""
10961       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10963 Overview:
10964 """""""""
10966 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10967 target-specific value indicating the return address of the current
10968 function or one of its callers.
10970 Arguments:
10971 """"""""""
10973 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10974 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10975 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10976 value.
10978 Semantics:
10979 """"""""""
10981 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10982 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10983 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10984 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10985 used for debugging purposes.
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 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10992 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10994 Syntax:
10995 """""""
10999       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
11001 Overview:
11002 """""""""
11004 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
11005 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
11006 current function is stored.
11008 Semantics:
11009 """"""""""
11011 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
11012 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
11013 of the obvious source-language caller.
11015 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
11017 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
11018 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11020 Syntax:
11021 """""""
11025       declare i8* @llvm.sponentry()
11027 Overview:
11028 """""""""
11030 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
11031 the entry of the current function calling this intrinsic.
11033 Semantics:
11034 """"""""""
11036 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
11038 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
11039 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11041 Syntax:
11042 """""""
11046       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
11048 Overview:
11049 """""""""
11051 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
11052 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
11054 Arguments:
11055 """"""""""
11057 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
11058 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
11059 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
11060 value.
11062 Semantics:
11063 """"""""""
11065 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
11066 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
11067 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
11068 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
11069 used for debugging purposes.
11071 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
11072 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
11073 of the obvious source-language caller.
11075 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
11076 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11078 Syntax:
11079 """""""
11083       declare void @llvm.localescape(...)
11084       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
11086 Overview:
11087 """""""""
11089 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
11090 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
11091 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
11092 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
11094 Arguments:
11095 """"""""""
11097 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
11098 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
11099 once, and it can only do so from the entry block.
11101 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
11102 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
11103 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
11104 other modules.
11106 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
11107 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
11108 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
11109 pointer in platform-specific ways.
11111 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
11112 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
11114 Semantics:
11115 """"""""""
11117 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
11118 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
11119 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
11120 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
11121 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
11122 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
11123 '``llvm.localrecover``'.
11125 .. _int_read_register:
11126 .. _int_write_register:
11128 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
11129 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11131 Syntax:
11132 """""""
11136       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
11137       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
11138       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
11139       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
11140       !0 = !{!"sp\00"}
11142 Overview:
11143 """""""""
11145 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
11146 provides access to the named register. The register must be valid on
11147 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
11148 with the register being read.
11150 Semantics:
11151 """"""""""
11153 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
11154 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
11155 the current value of the register, where possible.
11157 This is useful to implement named register global variables that need
11158 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
11159 bare-metal programs including OS kernels.
11161 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
11162 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
11163 allocatable registers are not supported.
11165 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
11166 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
11167 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
11168 registers.
11170 .. _int_stacksave:
11172 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
11173 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11175 Syntax:
11176 """""""
11180       declare i8* @llvm.stacksave()
11182 Overview:
11183 """""""""
11185 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
11186 of the function stack, for use with
11187 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
11188 implementing language features like scoped automatic variable sized
11189 arrays in C99.
11191 Semantics:
11192 """"""""""
11194 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
11195 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
11196 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
11197 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
11198 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
11199 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
11200 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
11202 .. _int_stackrestore:
11204 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11207 Syntax:
11208 """""""
11212       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11214 Overview:
11215 """""""""
11217 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11218 the function stack to the state it was in when the corresponding
11219 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11220 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11221 sized arrays in C99.
11223 Semantics:
11224 """"""""""
11226 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11228 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11230 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11231 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11233 Syntax:
11234 """""""
11238       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11239       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11241 Overview:
11242 """""""""
11244       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11245       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11246       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11247       intendend for use in combination with
11248       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11249       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11250       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11252 Semantics:
11253 """"""""""
11255       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11256       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11257       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11258       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11259       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11260       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11261       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11263       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11264       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11265       compile-time-known constant value.
11267       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11268       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11270 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11271 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11273 Syntax:
11274 """""""
11278       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11280 Overview:
11281 """""""""
11283 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11284 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11285 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11286 its performance characteristics.
11288 Arguments:
11289 """"""""""
11291 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11292 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11293 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11294 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11295 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11296 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11297 arguments must be constant integers.
11299 Semantics:
11300 """"""""""
11302 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11303 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11304 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11305 the processor cache for better performance.
11307 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11308 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11310 Syntax:
11311 """""""
11315       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11317 Overview:
11318 """""""""
11320 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11321 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11322 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11323 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11324 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11325 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11326 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11327 allow correlations of simulation runs.
11329 Arguments:
11330 """"""""""
11332 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11334 Semantics:
11335 """"""""""
11337 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11338 that do not support this intrinsic may ignore it.
11340 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11341 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11343 Syntax:
11344 """""""
11348       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11350 Overview:
11351 """""""""
11353 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11354 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11355 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11356 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11357 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11358 timings.
11360 Semantics:
11361 """"""""""
11363 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11364 memory. Implementations are allowed to either return a application
11365 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11366 is lowered to a constant 0.
11368 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11369 running at and the host platform.
11371 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11372 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11374 Syntax:
11375 """""""
11379       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11381 Overview:
11382 """""""""
11384 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11385 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11386 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11387 flushes the instruction cache.
11389 Semantics:
11390 """"""""""
11392 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11393 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11394 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11395 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11396 privileges.
11398 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11399 time library.
11401 This intrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11402 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11404 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11405 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11407 Syntax:
11408 """""""
11412       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11413                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11415 Overview:
11416 """""""""
11418 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11419 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11420 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11421 program at runtime.
11423 Arguments:
11424 """"""""""
11426 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11427 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11428 (mangled) function name for a set of counters.
11430 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11431 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11432 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11433 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11434 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11436 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11437 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11439 Semantics:
11440 """"""""""
11442 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11443 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11444 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11445 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11446 the ``llvm-profdata`` tool.
11448 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11451 Syntax:
11452 """""""
11456       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11457                                                   i32 <num-counters>,
11458                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11460 Overview:
11461 """""""""
11463 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11464 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11465 argument to specify the step of the increment.
11467 Arguments:
11468 """"""""""
11469 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11470 intrinsic.
11472 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11474 Semantics:
11475 """"""""""
11476 See description of '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic.
11479 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11480 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11482 Syntax:
11483 """""""
11487       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11488                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11489                                                  i32 <index>)
11491 Overview:
11492 """""""""
11494 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11495 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11496 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11497 instrumented expressions take in a program at runtime.
11499 Arguments:
11500 """"""""""
11502 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11503 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11504 (mangled) function name for a set of counters.
11506 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11507 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11508 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11509 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11511 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11512 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11513 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11514 supported value profiling kinds are enumerated through the
11515 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11516 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11517 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11519 Semantics:
11520 """"""""""
11522 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11523 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11524 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11525 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11526 runtime library with proper arguments.
11528 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11529 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11531 Syntax:
11532 """""""
11536       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11538 Overview:
11539 """""""""
11541 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11542 pointer.
11544 Semantics:
11545 """"""""""
11547 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11548 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11549 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11550 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11551 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11552 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11553 this intrinsic.
11555 Standard C Library Intrinsics
11556 -----------------------------
11558 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11559 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11560 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11561 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11563 .. _int_memcpy:
11565 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11566 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11568 Syntax:
11569 """""""
11571 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11572 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11573 support all bit widths however.
11577       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11578                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11579       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11580                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11582 Overview:
11583 """""""""
11585 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11586 source location to the destination location.
11588 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11589 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11590 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11592 Arguments:
11593 """"""""""
11595 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11596 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11597 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11598 boolean indicating a volatile access.
11600 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11601 for the first and second arguments.
11603 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11604 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11605 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11607 Semantics:
11608 """"""""""
11610 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11611 source location to the destination location, which are not allowed to
11612 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11613 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11614 the argument.
11616 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11617 be appropriately aligned.
11619 .. _int_memmove:
11621 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11622 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11624 Syntax:
11625 """""""
11627 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11628 bit width and for different address space. Not all targets support all
11629 bit widths however.
11633       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11634                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11635       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11636                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11638 Overview:
11639 """""""""
11641 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11642 source location to the destination location. It is similar to the
11643 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11644 overlap.
11646 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11647 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11648 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11650 Arguments:
11651 """"""""""
11653 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11654 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11655 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11656 boolean indicating a volatile access.
11658 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11659 for the first and second arguments.
11661 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11662 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11663 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11665 Semantics:
11666 """"""""""
11668 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11669 source location to the destination location, which may overlap. It
11670 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11671 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11672 the argument.
11674 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11675 be appropriately aligned.
11677 .. _int_memset:
11679 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11680 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11682 Syntax:
11683 """""""
11685 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11686 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11687 support all bit widths.
11691       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11692                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11693       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11694                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11696 Overview:
11697 """""""""
11699 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11700 particular byte value.
11702 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11703 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11704 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11706 Arguments:
11707 """"""""""
11709 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11710 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11711 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11712 is a boolean indicating a volatile access.
11714 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11715 for the first arguments.
11717 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11718 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11719 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11721 Semantics:
11722 """"""""""
11724 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11725 at the destination location. If the argument is known to be
11726 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11727 the argument.
11729 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11730 be appropriately aligned.
11732 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11733 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11735 Syntax:
11736 """""""
11738 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11739 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11740 all types however.
11744       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11745       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11746       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11747       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11748       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11750 Overview:
11751 """""""""
11753 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11755 Arguments:
11756 """"""""""
11758 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11760 Semantics:
11761 """"""""""
11763 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11764 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11765 matches a conforming libm implementation.
11767 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11768 using a less accurate calculation.
11770 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11771 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11773 Syntax:
11774 """""""
11776 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11777 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11778 all types however.
11782       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11783       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11784       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11785       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11786       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11788 Overview:
11789 """""""""
11791 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11792 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11793 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11794 used, the second argument remains a scalar integer value.
11796 Arguments:
11797 """"""""""
11799 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11800 raise to that power.
11802 Semantics:
11803 """"""""""
11805 This function returns the first value raised to the second power with an
11806 unspecified sequence of rounding operations.
11808 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11809 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11811 Syntax:
11812 """""""
11814 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11815 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11816 all types however.
11820       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11821       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11822       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11823       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11824       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11826 Overview:
11827 """""""""
11829 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11831 Arguments:
11832 """"""""""
11834 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11836 Semantics:
11837 """"""""""
11839 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11840 trapping or setting ``errno``.
11842 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11843 using a less accurate calculation.
11845 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11846 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11848 Syntax:
11849 """""""
11851 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11852 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11853 all types however.
11857       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11858       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11859       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11860       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11861       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11863 Overview:
11864 """""""""
11866 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11868 Arguments:
11869 """"""""""
11871 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11873 Semantics:
11874 """"""""""
11876 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11877 trapping or setting ``errno``.
11879 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11880 using a less accurate calculation.
11882 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11883 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11885 Syntax:
11886 """""""
11888 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11889 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11890 all types however.
11894       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11895       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11896       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11897       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11898       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11900 Overview:
11901 """""""""
11903 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11904 specified (positive or negative) power.
11906 Arguments:
11907 """"""""""
11909 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11911 Semantics:
11912 """"""""""
11914 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11915 trapping or setting ``errno``.
11917 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11918 using a less accurate calculation.
11920 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11921 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11923 Syntax:
11924 """""""
11926 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11927 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11928 all types however.
11932       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11933       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11934       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11935       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11936       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11938 Overview:
11939 """""""""
11941 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11942 value.
11944 Arguments:
11945 """"""""""
11947 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11949 Semantics:
11950 """"""""""
11952 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11953 trapping or setting ``errno``.
11955 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11956 using a less accurate calculation.
11958 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11959 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11961 Syntax:
11962 """""""
11964 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11965 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11966 all types however.
11970       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11971       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11972       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11973       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11974       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11976 Overview:
11977 """""""""
11979 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11980 specified value.
11982 Arguments:
11983 """"""""""
11985 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11987 Semantics:
11988 """"""""""
11990 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11991 trapping or setting ``errno``.
11993 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11994 using a less accurate calculation.
11996 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11997 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11999 Syntax:
12000 """""""
12002 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
12003 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12004 all types however.
12008       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
12009       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
12010       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
12011       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
12012       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12014 Overview:
12015 """""""""
12017 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
12018 value.
12020 Arguments:
12021 """"""""""
12023 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12025 Semantics:
12026 """"""""""
12028 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
12029 trapping or setting ``errno``.
12031 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12032 using a less accurate calculation.
12034 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
12035 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12037 Syntax:
12038 """""""
12040 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
12041 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12042 all types however.
12046       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
12047       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
12048       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
12049       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
12050       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12052 Overview:
12053 """""""""
12055 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
12056 specified value.
12058 Arguments:
12059 """"""""""
12061 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12063 Semantics:
12064 """"""""""
12066 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
12067 trapping or setting ``errno``.
12069 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12070 using a less accurate calculation.
12072 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
12073 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12075 Syntax:
12076 """""""
12078 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
12079 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12080 all types however.
12084       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
12085       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
12086       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
12087       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
12088       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12090 Overview:
12091 """""""""
12093 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
12094 value.
12096 Arguments:
12097 """"""""""
12099 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12101 Semantics:
12102 """"""""""
12104 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
12105 trapping or setting ``errno``.
12107 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12108 using a less accurate calculation.
12110 .. _int_fma:
12112 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
12113 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12115 Syntax:
12116 """""""
12118 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
12119 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12120 all types however.
12124       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
12125       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
12126       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
12127       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
12128       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
12130 Overview:
12131 """""""""
12133 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
12135 Arguments:
12136 """"""""""
12138 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
12140 Semantics:
12141 """"""""""
12143 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
12144 trapping or setting ``errno``.
12146 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12147 using a less accurate calculation.
12149 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
12150 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12152 Syntax:
12153 """""""
12155 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
12156 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12157 all types however.
12161       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
12162       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
12163       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
12164       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
12165       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
12167 Overview:
12168 """""""""
12170 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
12171 operand.
12173 Arguments:
12174 """"""""""
12176 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12177 type.
12179 Semantics:
12180 """"""""""
12182 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
12183 would, and handles error conditions in the same way.
12185 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
12186 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12188 Syntax:
12189 """""""
12191 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
12192 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12193 all types however.
12197       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
12198       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12199       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12200       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12201       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12203 Overview:
12204 """""""""
12206 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12207 arguments.
12210 Arguments:
12211 """"""""""
12213 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12214 type.
12216 Semantics:
12217 """"""""""
12219 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12220 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12222 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12223 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12224 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12225 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12226 return either -0.0 or 0.0.
12228 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12229 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12230 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12231 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12232 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12233 ``llvm.canonicalize``).
12236 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12237 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12239 Syntax:
12240 """""""
12242 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12243 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12244 all types however.
12248       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12249       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12250       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12251       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12252       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12254 Overview:
12255 """""""""
12257 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12258 arguments.
12261 Arguments:
12262 """"""""""
12264 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12265 type.
12267 Semantics:
12268 """"""""""
12269 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12270 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12272 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12273 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12274 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12275 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12276 return either -0.0 or 0.0.
12278 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12279 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12280 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12281 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12282 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12283 ``llvm.canonicalize``).
12285 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12286 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12288 Syntax:
12289 """""""
12291 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12292 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12293 all types however.
12297       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12298       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12299       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12300       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12301       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12303 Overview:
12304 """""""""
12306 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12307 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12310 Arguments:
12311 """"""""""
12313 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12314 type.
12316 Semantics:
12317 """"""""""
12318 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12319 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12320 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12321 IEEE 754-2018.
12323 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12324 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12326 Syntax:
12327 """""""
12329 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12330 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12331 all types however.
12335       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12336       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12337       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12338       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12339       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12341 Overview:
12342 """""""""
12344 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12345 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12348 Arguments:
12349 """"""""""
12351 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12352 type.
12354 Semantics:
12355 """"""""""
12356 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12357 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12358 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12359 IEEE 754-2018.
12361 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12362 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12364 Syntax:
12365 """""""
12367 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12368 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12369 all types however.
12373       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12374       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12375       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12376       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12377       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12379 Overview:
12380 """""""""
12382 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12383 first operand and the sign of the second operand.
12385 Arguments:
12386 """"""""""
12388 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12389 type.
12391 Semantics:
12392 """"""""""
12394 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12395 functions would, and handles error conditions in the same way.
12397 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12398 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12400 Syntax:
12401 """""""
12403 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12404 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12405 all types however.
12409       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12410       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12411       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12412       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12413       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12415 Overview:
12416 """""""""
12418 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12420 Arguments:
12421 """"""""""
12423 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12424 type.
12426 Semantics:
12427 """"""""""
12429 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12430 would, and handles error conditions in the same way.
12432 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12433 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12435 Syntax:
12436 """""""
12438 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12439 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12440 all types however.
12444       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12445       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12446       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12447       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12448       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12450 Overview:
12451 """""""""
12453 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12455 Arguments:
12456 """"""""""
12458 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12459 type.
12461 Semantics:
12462 """"""""""
12464 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12465 would, and handles error conditions in the same way.
12467 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12468 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12470 Syntax:
12471 """""""
12473 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12474 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12475 all types however.
12479       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12480       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12481       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12482       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12483       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12485 Overview:
12486 """""""""
12488 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12489 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12491 Arguments:
12492 """"""""""
12494 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12495 type.
12497 Semantics:
12498 """"""""""
12500 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12501 would, and handles error conditions in the same way.
12503 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12504 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12506 Syntax:
12507 """""""
12509 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12510 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12511 all types however.
12515       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12516       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12517       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12518       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12519       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12521 Overview:
12522 """""""""
12524 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12525 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12526 operand isn't an integer.
12528 Arguments:
12529 """"""""""
12531 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12532 type.
12534 Semantics:
12535 """"""""""
12537 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12538 would, and handles error conditions in the same way.
12540 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12541 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12543 Syntax:
12544 """""""
12546 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12547 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12548 all types however.
12552       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12553       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12554       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12555       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12556       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12558 Overview:
12559 """""""""
12561 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12562 nearest integer.
12564 Arguments:
12565 """"""""""
12567 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12568 type.
12570 Semantics:
12571 """"""""""
12573 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12574 functions would, and handles error conditions in the same way.
12576 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12577 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12579 Syntax:
12580 """""""
12582 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12583 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12584 all types however.
12588       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12589       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12590       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12591       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12592       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12594 Overview:
12595 """""""""
12597 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12598 nearest integer.
12600 Arguments:
12601 """"""""""
12603 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12604 type.
12606 Semantics:
12607 """"""""""
12609 This function returns the same values as the libm ``round``
12610 functions would, and handles error conditions in the same way.
12612 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12613 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12615 Syntax:
12616 """""""
12618 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12619 floating-point type. Not all targets support all types however.
12623       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12624       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12625       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12626       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12627       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12629       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12630       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12631       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12632       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12633       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12635 Overview:
12636 """""""""
12638 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12639 nearest integer.
12641 Arguments:
12642 """"""""""
12644 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12646 Semantics:
12647 """"""""""
12649 This function returns the same values as the libm ``lround``
12650 functions would, but without setting errno.
12652 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12653 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12655 Syntax:
12656 """""""
12658 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12659 floating-point type. Not all targets support all types however.
12663       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12664       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12665       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12666       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12667       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12669 Overview:
12670 """""""""
12672 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12673 nearest integer.
12675 Arguments:
12676 """"""""""
12678 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12680 Semantics:
12681 """"""""""
12683 This function returns the same values as the libm ``llround``
12684 functions would, but without setting errno.
12686 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12687 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12689 Syntax:
12690 """""""
12692 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12693 floating-point type. Not all targets support all types however.
12697       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12698       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12699       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12700       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12701       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12703       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12704       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12705       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12706       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12707       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12709 Overview:
12710 """""""""
12712 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12713 nearest integer.
12715 Arguments:
12716 """"""""""
12718 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12720 Semantics:
12721 """"""""""
12723 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12724 functions would, but without setting errno.
12726 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12727 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12729 Syntax:
12730 """""""
12732 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12733 floating-point type. Not all targets support all types however.
12737       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12738       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12739       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12740       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12741       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12743 Overview:
12744 """""""""
12746 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12747 nearest integer.
12749 Arguments:
12750 """"""""""
12752 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12754 Semantics:
12755 """"""""""
12757 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12758 functions would, but without setting errno.
12760 Bit Manipulation Intrinsics
12761 ---------------------------
12763 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12764 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12766 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12767 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12769 Syntax:
12770 """""""
12772 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12773 integer type.
12777       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12778       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12779       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12780       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12782 Overview:
12783 """""""""
12785 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12786 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12787 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12789 Semantics:
12790 """"""""""
12792 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12793 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12794 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12795 basis and the element order is not affected.
12797 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12798 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12800 Syntax:
12801 """""""
12803 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12804 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12808       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12809       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12810       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12811       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12813 Overview:
12814 """""""""
12816 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12817 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12818 multiple of 16 bits).
12820 Semantics:
12821 """"""""""
12823 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12824 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12825 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12826 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12827 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12828 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12829 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12830 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12831 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12833 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12834 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12836 Syntax:
12837 """""""
12839 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12840 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12841 support all bit widths or vector types, however.
12845       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12846       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12847       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12848       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12849       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12850       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12852 Overview:
12853 """""""""
12855 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12856 in a value.
12858 Arguments:
12859 """"""""""
12861 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12862 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12863 match the argument type.
12865 Semantics:
12866 """"""""""
12868 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12869 each element of a vector.
12871 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12872 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12874 Syntax:
12875 """""""
12877 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12878 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12879 targets support all bit widths or vector types, however.
12883       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12884       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12885       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12886       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12887       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12888       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12890 Overview:
12891 """""""""
12893 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12894 leading zeros in a variable.
12896 Arguments:
12897 """"""""""
12899 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12900 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12901 type must match the first argument type.
12903 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12904 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12905 defined result. Historically some architectures did not provide a
12906 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12907 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12909 Semantics:
12910 """"""""""
12912 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12913 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12914 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12915 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12916 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12918 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12919 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12921 Syntax:
12922 """""""
12924 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12925 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12926 support all bit widths or vector types, however.
12930       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12931       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12932       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12933       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12934       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12935       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12937 Overview:
12938 """""""""
12940 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12941 trailing zeros.
12943 Arguments:
12944 """"""""""
12946 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12947 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12948 type must match the first argument type.
12950 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12951 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12952 defined result. Historically some architectures did not provide a
12953 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12954 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12956 Semantics:
12957 """"""""""
12959 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12960 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12961 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12962 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12963 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12965 .. _int_overflow:
12967 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12970 Syntax:
12971 """""""
12973 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12974 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12975 support all bit widths or vector types, however.
12979       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12980       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12981       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12983 Overview:
12984 """""""""
12986 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12987 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12988 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12989 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12990 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12991 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12992 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12993 modulo the element size of the arguments.
12995 Arguments:
12996 """"""""""
12998 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12999 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
13000 vector with integer element type. All arguments and the return value must
13001 have the same type.
13003 Example:
13004 """"""""
13006 .. code-block:: text
13008       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
13009       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
13010       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
13011       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
13013 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
13014 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13016 Syntax:
13017 """""""
13019 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
13020 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
13021 support all bit widths or vector types, however.
13025       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
13026       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
13027       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
13029 Overview:
13030 """""""""
13032 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
13033 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
13034 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
13035 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
13036 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
13037 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
13038 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
13039 modulo the element size of the arguments.
13041 Arguments:
13042 """"""""""
13044 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
13045 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
13046 vector with integer element type. All arguments and the return value must
13047 have the same type.
13049 Example:
13050 """"""""
13052 .. code-block:: text
13054       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
13055       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
13056       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
13057       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
13059 Arithmetic with Overflow Intrinsics
13060 -----------------------------------
13062 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
13064 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
13065 element of this struct contains the result of the corresponding
13066 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
13067 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
13068 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
13069 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
13070 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
13072 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
13073 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
13074 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
13075 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
13076 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
13077 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
13078 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
13080 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
13081 values.
13083 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13084 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13086 Syntax:
13087 """""""
13089 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
13090 on any integer bit width or vectors of integers.
13094       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13095       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13096       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13097       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13099 Overview:
13100 """""""""
13102 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13103 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
13104 occurred during the signed summation.
13106 Arguments:
13107 """"""""""
13109 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13110 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13111 bit width. The second element of the result structure must be of type
13112 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13113 addition.
13115 Semantics:
13116 """"""""""
13118 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13119 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
13120 first element of which is the signed summation, and the second element
13121 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
13122 overflow.
13124 Examples:
13125 """""""""
13127 .. code-block:: llvm
13129       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13130       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13131       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13132       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13134 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13135 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13137 Syntax:
13138 """""""
13140 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
13141 on any integer bit width or vectors of integers.
13145       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13146       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13147       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13148       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13150 Overview:
13151 """""""""
13153 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13154 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
13155 occurred during the unsigned summation.
13157 Arguments:
13158 """"""""""
13160 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13161 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13162 bit width. The second element of the result structure must be of type
13163 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13164 addition.
13166 Semantics:
13167 """"""""""
13169 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13170 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
13171 first element of which is the sum, and the second element of which is a
13172 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
13174 Examples:
13175 """""""""
13177 .. code-block:: llvm
13179       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13180       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13181       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13182       br i1 %obit, label %carry, label %normal
13184 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
13185 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13187 Syntax:
13188 """""""
13190 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
13191 on any integer bit width or vectors of integers.
13195       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13196       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13197       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13198       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13200 Overview:
13201 """""""""
13203 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13204 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13205 overflow occurred during the signed subtraction.
13207 Arguments:
13208 """"""""""
13210 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13211 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13212 bit width. The second element of the result structure must be of type
13213 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13214 subtraction.
13216 Semantics:
13217 """"""""""
13219 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13220 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13221 first element of which is the subtraction, and the second element of
13222 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13223 overflow.
13225 Examples:
13226 """""""""
13228 .. code-block:: llvm
13230       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13231       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13232       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13233       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13235 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13236 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13238 Syntax:
13239 """""""
13241 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13242 on any integer bit width or vectors of integers.
13246       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13247       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13248       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13249       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13251 Overview:
13252 """""""""
13254 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13255 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13256 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13258 Arguments:
13259 """"""""""
13261 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13262 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13263 bit width. The second element of the result structure must be of type
13264 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13265 subtraction.
13267 Semantics:
13268 """"""""""
13270 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13271 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13272 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13273 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13274 overflow.
13276 Examples:
13277 """""""""
13279 .. code-block:: llvm
13281       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13282       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13283       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13284       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13286 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13289 Syntax:
13290 """""""
13292 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13293 on any integer bit width or vectors of integers.
13297       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13298       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13299       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13300       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13302 Overview:
13303 """""""""
13305 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13306 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13307 overflow occurred during the signed multiplication.
13309 Arguments:
13310 """"""""""
13312 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13313 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13314 bit width. The second element of the result structure must be of type
13315 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13316 multiplication.
13318 Semantics:
13319 """"""""""
13321 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13322 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13323 the first element of which is the multiplication, and the second element
13324 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13325 overflow.
13327 Examples:
13328 """""""""
13330 .. code-block:: llvm
13332       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13333       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13334       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13335       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13337 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13340 Syntax:
13341 """""""
13343 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13344 on any integer bit width or vectors of integers.
13348       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13349       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13350       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13351       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13353 Overview:
13354 """""""""
13356 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13357 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13358 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13360 Arguments:
13361 """"""""""
13363 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13364 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13365 bit width. The second element of the result structure must be of type
13366 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13367 multiplication.
13369 Semantics:
13370 """"""""""
13372 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13373 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13374 the first element of which is the multiplication, and the second
13375 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13376 resulted in an overflow.
13378 Examples:
13379 """""""""
13381 .. code-block:: llvm
13383       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13384       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13385       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13386       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13388 Saturation Arithmetic Intrinsics
13389 ---------------------------------
13391 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13392 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13393 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13394 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13395 minimum.
13398 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13399 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13401 Syntax
13402 """""""
13404 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13405 on any integer bit width or vectors of integers.
13409       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13410       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13411       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13412       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13414 Overview
13415 """""""""
13417 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13418 saturation addition on the 2 arguments.
13420 Arguments
13421 """"""""""
13423 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13424 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13425 values that will undergo signed addition.
13427 Semantics:
13428 """"""""""
13430 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13431 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13432 smallest signed value representable by this bit width.
13435 Examples
13436 """""""""
13438 .. code-block:: llvm
13440       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13441       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13442       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13443       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13446 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13447 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13449 Syntax
13450 """""""
13452 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13453 on any integer bit width or vectors of integers.
13457       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13458       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13459       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13460       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13462 Overview
13463 """""""""
13465 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13466 saturation addition on the 2 arguments.
13468 Arguments
13469 """"""""""
13471 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13472 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13473 values that will undergo unsigned addition.
13475 Semantics:
13476 """"""""""
13478 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13479 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13480 operation, the result will never saturate towards zero.
13483 Examples
13484 """""""""
13486 .. code-block:: llvm
13488       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13489       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13490       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13493 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13494 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13496 Syntax
13497 """""""
13499 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13500 on any integer bit width or vectors of integers.
13504       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13505       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13506       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13507       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13509 Overview
13510 """""""""
13512 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13513 saturation subtraction on the 2 arguments.
13515 Arguments
13516 """"""""""
13518 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13519 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13520 values that will undergo signed subtraction.
13522 Semantics:
13523 """"""""""
13525 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13526 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13527 smallest signed value representable by this bit width.
13530 Examples
13531 """""""""
13533 .. code-block:: llvm
13535       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13536       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13537       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13538       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13541 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13542 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13544 Syntax
13545 """""""
13547 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13548 on any integer bit width or vectors of integers.
13552       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13553       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13554       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13555       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13557 Overview
13558 """""""""
13560 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13561 saturation subtraction on the 2 arguments.
13563 Arguments
13564 """"""""""
13566 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13567 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13568 values that will undergo unsigned subtraction.
13570 Semantics:
13571 """"""""""
13573 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13574 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13575 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13576 the largest possible value representable by this bit width.
13579 Examples
13580 """""""""
13582 .. code-block:: llvm
13584       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13585       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13588 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13589 ---------------------------------
13591 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13592 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13593 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13594 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13595 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13596 of the same scale, specified as the third argument.
13598 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13599 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13600 multplication can be represented as
13603         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13605         ; Expands to
13606         %a2 = sext i4 %a to i8
13607         %b2 = sext i4 %b to i8
13608         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13609         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13610         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13611         %result = trunc i8 %r to i4
13613 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13614 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13615 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13616 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13617 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13618 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13619 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13620 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13621 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13622 be less than 1/2^(scale).
13625 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13626 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13628 Syntax
13629 """""""
13631 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13632 on any integer bit width or vectors of integers.
13636       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13637       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13638       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13639       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13641 Overview
13642 """""""""
13644 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13645 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13647 Arguments
13648 """"""""""
13650 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13651 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13652 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13653 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13654 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13655 integer.
13657 Semantics:
13658 """"""""""
13660 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13661 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13662 in the third argument.
13664 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13665 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13666 direction is unspecified.
13668 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13669 the fixed point type.
13672 Examples
13673 """""""""
13675 .. code-block:: llvm
13677       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13678       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13679       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13681       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13682       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13685 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13686 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13688 Syntax
13689 """""""
13691 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13692 on any integer bit width or vectors of integers.
13696       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13697       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13698       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13699       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13701 Overview
13702 """""""""
13704 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13705 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13707 Arguments
13708 """"""""""
13710 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13711 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13712 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13713 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13714 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13715 integer.
13717 Semantics:
13718 """"""""""
13720 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13721 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13722 in the third argument.
13724 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13725 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13726 direction is unspecified.
13728 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13729 the fixed point type.
13732 Examples
13733 """""""""
13735 .. code-block:: llvm
13737       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13738       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13740       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13741       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13744 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13745 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13747 Syntax
13748 """""""
13750 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13751 on any integer bit width or vectors of integers.
13755       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13756       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13757       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13758       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13760 Overview
13761 """""""""
13763 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13764 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13766 Arguments
13767 """"""""""
13769 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13770 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13771 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13772 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13773 integer.
13775 Semantics:
13776 """"""""""
13778 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13779 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13780 in the third argument.
13782 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13783 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13784 direction is unspecified.
13786 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13787 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13788 smallest signed value representable by this bit width.
13791 Examples
13792 """""""""
13794 .. code-block:: llvm
13796       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13797       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13798       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13800       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13801       %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)
13803       ; Saturation
13804       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13805       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 4, i32 2)  ; %res = 7
13806       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 5, i32 2)  ; %res = -8
13807       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 1)  ; %res = 7
13809       ; Scale can affect the saturation result
13810       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13811       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13814 '``llvm.umul.fix.sat.*``' Intrinsics
13815 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13817 Syntax
13818 """""""
13820 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix.sat``
13821 on any integer bit width or vectors of integers.
13825       declare i16 @llvm.umul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13826       declare i32 @llvm.umul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13827       declare i64 @llvm.umul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13828       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13830 Overview
13831 """""""""
13833 The '``llvm.umul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13834 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13836 Arguments
13837 """"""""""
13839 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13840 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13841 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13842 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13843 integer.
13845 Semantics:
13846 """"""""""
13848 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13849 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13850 in the third argument.
13852 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13853 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13854 direction is unspecified.
13856 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13857 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13858 smallest unsigned value representable by this bit width (zero).
13861 Examples
13862 """""""""
13864 .. code-block:: llvm
13866       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13867       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13869       ; The result in the following could be rounded down to 2 or up to 2.5
13870       %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)
13872       ; Saturation
13873       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 2, i32 0)  ; %res = 15 (8 x 2 -> clamped to 15)
13874       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 8, i32 2)  ; %res = 15 (2 x 2 -> clamped to 3.75)
13876       ; Scale can affect the saturation result
13877       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13878       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13881 Specialised Arithmetic Intrinsics
13882 ---------------------------------
13884 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13885 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13887 Syntax:
13888 """""""
13892       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13893       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13895 Overview:
13896 """""""""
13898 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13899 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13900 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13901 defined by IEEE-754-2008 to be:
13905       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13906       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13907       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13909 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13910 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13911 according to section 6.2.
13913 Examples of non-canonical encodings:
13915 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13916   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13917 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13918   encodings.
13919 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13920   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13921   a zero of the same sign by this operation.
13923 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13924 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13925 quiet NaN result.
13927 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13928 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13929 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13930 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13932 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13934 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13935 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13936   to ``(x == y)``
13938 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13939 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13941 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13942 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13943 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13944 usual methods.
13946 The canonicalization operation may be optimized away if:
13948 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13949   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13950 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13951   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13953 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13956 Syntax:
13957 """""""
13961       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13962       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13964 Overview:
13965 """""""""
13967 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13968 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13969 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13970 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13971 and add instructions.
13973 Arguments:
13974 """"""""""
13976 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13977 multiplicands, a and b, and an addend c.
13979 Semantics:
13980 """"""""""
13982 The expression:
13986       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13988 is equivalent to the expression a \* b + c, except that it is unspecified
13989 whether rounding will be performed between the multiplication and addition
13990 steps. Fusion is not guaranteed, even if the target platform supports it.
13991 If a fused multiply-add is required, the corresponding
13992 :ref:`llvm.fma <int_fma>` intrinsic function should be used instead.
13993 This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13995 Examples:
13996 """""""""
13998 .. code-block:: llvm
14000       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
14003 Experimental Vector Reduction Intrinsics
14004 ----------------------------------------
14006 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
14007 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
14008 respective operation across all elements of the vector, returning a single
14009 scalar result of the same element type.
14012 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
14013 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14015 Syntax:
14016 """""""
14020       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %a)
14021       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %a)
14023 Overview:
14024 """""""""
14026 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
14027 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14028 the element-type of the vector input.
14030 Arguments:
14031 """"""""""
14032 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14034 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' Intrinsic
14035 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14037 Syntax:
14038 """""""
14042       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14043       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14045 Overview:
14046 """""""""
14048 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
14049 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14050 matches the element-type of the vector input.
14052 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14053 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14054 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14055 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14058 Arguments:
14059 """"""""""
14060 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14061 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14062 The second argument must be a vector of floating-point values.
14064 Examples:
14065 """""""""
14069       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float 0.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14070       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14073 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
14074 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14076 Syntax:
14077 """""""
14081       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %a)
14082       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v2i64(<2 x i64> %a)
14084 Overview:
14085 """""""""
14087 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
14088 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14089 the element-type of the vector input.
14091 Arguments:
14092 """"""""""
14093 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14095 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' Intrinsic
14096 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14098 Syntax:
14099 """""""
14103       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14104       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14106 Overview:
14107 """""""""
14109 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
14110 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14111 matches the element-type of the vector input.
14113 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14114 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14115 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14116 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14119 Arguments:
14120 """"""""""
14121 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14122 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14123 The second argument must be a vector of floating-point values.
14125 Examples:
14126 """""""""
14130       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float 1.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14131       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14133 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
14134 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14136 Syntax:
14137 """""""
14141       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.v4i32(<4 x i32> %a)
14143 Overview:
14144 """""""""
14146 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
14147 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14148 the element-type of the vector input.
14150 Arguments:
14151 """"""""""
14152 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14154 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
14155 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14157 Syntax:
14158 """""""
14162       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.v4i32(<4 x i32> %a)
14164 Overview:
14165 """""""""
14167 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
14168 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
14169 element-type of the vector input.
14171 Arguments:
14172 """"""""""
14173 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14175 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
14176 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14178 Syntax:
14179 """""""
14183       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %a)
14185 Overview:
14186 """""""""
14188 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
14189 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14190 the element-type of the vector input.
14192 Arguments:
14193 """"""""""
14194 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14196 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
14197 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14199 Syntax:
14200 """""""
14204       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %a)
14206 Overview:
14207 """""""""
14209 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
14210 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14211 matches the element-type of the vector input.
14213 Arguments:
14214 """"""""""
14215 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14217 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
14218 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14220 Syntax:
14221 """""""
14225       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.v4i32(<4 x i32> %a)
14227 Overview:
14228 """""""""
14230 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
14231 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14232 matches the element-type of the vector input.
14234 Arguments:
14235 """"""""""
14236 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14238 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
14239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14241 Syntax:
14242 """""""
14246       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.v4i32(<4 x i32> %a)
14248 Overview:
14249 """""""""
14251 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
14252 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14253 return type matches the element-type of the vector input.
14255 Arguments:
14256 """"""""""
14257 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14259 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
14260 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14262 Syntax:
14263 """""""
14267       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.v4i32(<4 x i32> %a)
14269 Overview:
14270 """""""""
14272 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14273 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14274 return type matches the element-type of the vector input.
14276 Arguments:
14277 """"""""""
14278 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14280 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14281 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14283 Syntax:
14284 """""""
14288       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v4f32(<4 x float> %a)
14289       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v2f64(<2 x double> %a)
14291 Overview:
14292 """""""""
14294 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14295 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14296 matches the element-type of the vector input.
14298 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14299 assume that NaNs are not present in the input vector.
14301 Arguments:
14302 """"""""""
14303 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14305 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14306 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14308 Syntax:
14309 """""""
14313       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v4f32(<4 x float> %a)
14314       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v2f64(<2 x double> %a)
14316 Overview:
14317 """""""""
14319 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14320 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14321 matches the element-type of the vector input.
14323 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14324 assume that NaNs are not present in the input vector.
14326 Arguments:
14327 """"""""""
14328 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14330 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14331 ----------------------------------------
14333 For most target platforms, half precision floating-point is a
14334 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14335 but does not support computation in the format.
14337 This means that code must first load the half-precision floating-point
14338 value as an i16, then convert it to float with
14339 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14340 then be performed on the float value (including extending to double
14341 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14342 if needed, then converted to i16 with
14343 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14344 i16 value.
14346 .. _int_convert_to_fp16:
14348 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14349 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14351 Syntax:
14352 """""""
14356       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14357       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14359 Overview:
14360 """""""""
14362 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14363 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14365 Arguments:
14366 """"""""""
14368 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14369 converted.
14371 Semantics:
14372 """"""""""
14374 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14375 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14376 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14378 Examples:
14379 """""""""
14381 .. code-block:: llvm
14383       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14384       store i16 %res, i16* @x, align 2
14386 .. _int_convert_from_fp16:
14388 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14389 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14391 Syntax:
14392 """""""
14396       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14397       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14399 Overview:
14400 """""""""
14402 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14403 conversion from half precision floating-point format to single precision
14404 floating-point format.
14406 Arguments:
14407 """"""""""
14409 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14410 converted.
14412 Semantics:
14413 """"""""""
14415 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14416 conversion from half single precision floating-point format to single
14417 precision floating-point format. The input half-float value is
14418 represented by an ``i16`` value.
14420 Examples:
14421 """""""""
14423 .. code-block:: llvm
14425       %a = load i16, i16* @x, align 2
14426       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14428 .. _dbg_intrinsics:
14430 Debugger Intrinsics
14431 -------------------
14433 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14434 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14435 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14436 document.
14438 Exception Handling Intrinsics
14439 -----------------------------
14441 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14442 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14443 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14445 .. _int_trampoline:
14447 Trampoline Intrinsics
14448 ---------------------
14450 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14451 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14452 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14453 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14454 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14455 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14456 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14457 extension.
14459 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14460 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14461 It can be created as follows:
14463 .. code-block:: llvm
14465       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14466       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14467       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14468       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14469       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14471 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14472 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14474 .. _int_it:
14476 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14477 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14479 Syntax:
14480 """""""
14484       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14486 Overview:
14487 """""""""
14489 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14490 turning it into a trampoline.
14492 Arguments:
14493 """"""""""
14495 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14496 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14497 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14498 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14499 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14500 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14501 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14502 bitcast to an ``i8*``.
14504 Semantics:
14505 """"""""""
14507 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14508 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14509 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14510 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14511 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14512 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14513 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14514 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14515 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14516 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14517 modified, then the effect of any later call to the returned function
14518 pointer is undefined.
14520 .. _int_at:
14522 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14523 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14525 Syntax:
14526 """""""
14530       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14532 Overview:
14533 """""""""
14535 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14536 a trampoline (passed as ``tramp``).
14538 Arguments:
14539 """"""""""
14541 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14542 code filled in by a previous call to
14543 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14545 Semantics:
14546 """"""""""
14548 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14549 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14550 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14551 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14552 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14554 .. _int_mload_mstore:
14556 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14557 ---------------------------------------
14559 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.
14561 .. _int_mload:
14563 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14564 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14566 Syntax:
14567 """""""
14568 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14572       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14573       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14574       ;; The data is a vector of pointers to double
14575       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14576       ;; The data is a vector of function pointers
14577       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>)
14579 Overview:
14580 """""""""
14582 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.
14585 Arguments:
14586 """"""""""
14588 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.
14591 Semantics:
14592 """"""""""
14594 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.
14595 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.
14600        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14602        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14603        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14604        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14606 .. _int_mstore:
14608 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14609 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14611 Syntax:
14612 """""""
14613 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14617        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14618        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14619        ;; The data is a vector of pointers to double
14620        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14621        ;; The data is a vector of function pointers
14622        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14624 Overview:
14625 """""""""
14627 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.
14629 Arguments:
14630 """"""""""
14632 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.
14635 Semantics:
14636 """"""""""
14638 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.
14639 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.
14643        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14645        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14646        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14647        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14648        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14651 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14652 -------------------------------------------
14654 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.
14656 .. _int_mgather:
14658 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14661 Syntax:
14662 """""""
14663 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.
14667       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14668       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>)
14669       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14671 Overview:
14672 """""""""
14674 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.
14677 Arguments:
14678 """"""""""
14680 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.
14683 Semantics:
14684 """"""""""
14686 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.
14687 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.
14692        %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)
14694        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14695        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14696        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14697        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14698        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14700        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14701        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14702        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14703        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14705        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14706        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14707        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14708        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14710 .. _int_mscatter:
14712 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14713 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14715 Syntax:
14716 """""""
14717 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.
14721        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14722        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14723        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14725 Overview:
14726 """""""""
14728 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.
14730 Arguments:
14731 """"""""""
14733 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.
14736 Semantics:
14737 """"""""""
14739 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.
14743        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14744        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14746        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14747        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14748        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14749        ..
14750        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14751        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14752        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14753        ..
14754        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14755        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14756        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14757        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14758        ..
14759        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14762 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14763 -------------------------------------------------------------
14765 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>`.
14767 .. _int_expandload:
14769 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14770 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14772 Syntax:
14773 """""""
14774 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.
14778       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14779       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14781 Overview:
14782 """""""""
14784 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.
14787 Arguments:
14788 """"""""""
14790 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.
14792 Semantics:
14793 """"""""""
14795 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:
14797 .. code-block:: c
14799     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14800     double *A, B; int *C;
14801     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14802       if (C[i] != 0)
14803         A[i] = B[j++];
14804     }
14807 .. code-block:: llvm
14809     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14810     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14811     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14812     ; Store the result in A
14813     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14815     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14816     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14817     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14818     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14819     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14822 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14823 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14825 .. _int_compressstore:
14827 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14828 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14830 Syntax:
14831 """""""
14832 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.
14836       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14837       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14839 Overview:
14840 """""""""
14842 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.
14844 Arguments:
14845 """"""""""
14847 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.
14850 Semantics:
14851 """"""""""
14853 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:
14855 .. code-block:: c
14857     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14858     double *A, B; int *C;
14859     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14860       if (C[i] != 0)
14861         B[j++] = A[i]
14862     }
14865 .. code-block:: llvm
14867     ; Load elements from A.
14868     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14869     ; Store all selected elements consecutively in array B
14870     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14872     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14873     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14874     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14875     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14876     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14879 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14882 Memory Use Markers
14883 ------------------
14885 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14886 memory objects and ranges where variables are immutable.
14888 .. _int_lifestart:
14890 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14891 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14893 Syntax:
14894 """""""
14898       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14900 Overview:
14901 """""""""
14903 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14904 object's lifetime.
14906 Arguments:
14907 """"""""""
14909 The first argument is a constant integer representing the size of the
14910 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14911 to the object.
14913 Semantics:
14914 """"""""""
14916 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14917 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14918 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14919 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14921 .. _int_lifeend:
14923 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14924 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14926 Syntax:
14927 """""""
14931       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14933 Overview:
14934 """""""""
14936 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14937 object's lifetime.
14939 Arguments:
14940 """"""""""
14942 The first argument is a constant integer representing the size of the
14943 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14944 to the object.
14946 Semantics:
14947 """"""""""
14949 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14950 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14951 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14952 object following this intrinsic may be removed as dead.
14954 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14955 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14957 Syntax:
14958 """""""
14959 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14963       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14965 Overview:
14966 """""""""
14968 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14969 a memory object will not change.
14971 Arguments:
14972 """"""""""
14974 The first argument is a constant integer representing the size of the
14975 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14976 to the object.
14978 Semantics:
14979 """"""""""
14981 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14982 the return value, the referenced memory location is constant and
14983 unchanging.
14985 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14988 Syntax:
14989 """""""
14990 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14994       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14996 Overview:
14997 """""""""
14999 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
15000 memory object are mutable.
15002 Arguments:
15003 """"""""""
15005 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
15006 The second argument is a constant integer representing the size of the
15007 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
15008 pointer to the object.
15010 Semantics:
15011 """"""""""
15013 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
15015 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
15016 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15018 Syntax:
15019 """""""
15020 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
15021 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
15022 argument.
15026       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15028 Overview:
15029 """""""""
15031 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15032 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
15033 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
15034 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
15035 future.
15038 Arguments:
15039 """"""""""
15041 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15042 to the memory.
15044 Semantics:
15045 """"""""""
15047 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
15048 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
15049 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
15051 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
15052 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15054 Syntax:
15055 """""""
15056 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
15057 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
15058 argument.
15062       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15064 Overview:
15065 """""""""
15067 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15068 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
15069 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
15070 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
15073 Arguments:
15074 """"""""""
15076 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15077 to the memory.
15079 Semantics:
15080 """"""""""
15082 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
15083 ``invariant.group`` metadata.
15084 It does not read any memory and can be speculated.
15088 .. _constrainedfp:
15090 Constrained Floating-Point Intrinsics
15091 -------------------------------------
15093 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
15094 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
15095 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
15096 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
15097 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
15098 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
15099 optimize FP code when the default behavior is used.
15101 If any FP operation in a function is constrained then they all must be
15102 constrained. This is required for correct LLVM IR. Optimizations that
15103 move code around can create miscompiles if mixing of constrained and normal
15104 operations is done. The correct way to mix constrained and less constrained
15105 operations is to use the rounding mode and exception handling metadata to
15106 mark constrained intrinsics as having LLVM's default behavior.
15108 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation. The
15109 data arguments and the return value are the same as the corresponding FP
15110 operation.
15112 The rounding mode argument is a metadata string specifying what 
15113 assumptions, if any, the optimizer can make when transforming constant 
15114 values. Some constrained FP intrinsics omit this argument. If required 
15115 by the intrinsic, this argument must be one of the following strings:
15119       "round.dynamic"
15120       "round.tonearest"
15121       "round.downward"
15122       "round.upward"
15123       "round.towardzero"
15125 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
15126 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
15127 depend on rounding mode may be performed in this case.
15129 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
15130 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
15131 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
15132 with the specified rounding mode.
15134 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
15135 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
15136 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
15137 transformation is legal for all other rounding modes.
15139 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
15140 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
15141 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
15142 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
15143 runtime results in undefined behavior.
15145 The exception behavior argument is a metadata string describing the floating
15146 point exception semantics that required for the intrinsic. This argument
15147 must be one of the following strings:
15151       "fpexcept.ignore"
15152       "fpexcept.maytrap"
15153       "fpexcept.strict"
15155 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
15156 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
15157 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
15158 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
15159 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
15160 other possible values of this argument.
15162 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
15163 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
15164 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
15165 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
15166 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
15167 folding.
15169 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
15170 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
15171 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
15172 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
15173 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
15174 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
15175 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
15176 unmasks FP exceptions.
15178 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
15179 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
15180 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
15181 time.
15183 Proper :ref:`function attributes <fnattrs>` usage is required for the
15184 constrained intrinsics to function correctly.
15186 All function *calls* done in a function that uses constrained floating
15187 point intrinsics must have the ``strictfp`` attribute.
15189 All function *definitions* that use constrained floating point intrinsics
15190 must have the ``strictfp`` attribute.
15192 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
15193 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15195 Syntax:
15196 """""""
15200       declare <type>
15201       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
15202                                           metadata <rounding mode>,
15203                                           metadata <exception behavior>)
15205 Overview:
15206 """""""""
15208 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
15209 two operands.
15212 Arguments:
15213 """"""""""
15215 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
15216 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15217 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15219 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15220 behavior as described above.
15222 Semantics:
15223 """"""""""
15225 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
15226 the same type as the operands.
15229 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
15230 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15232 Syntax:
15233 """""""
15237       declare <type>
15238       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
15239                                           metadata <rounding mode>,
15240                                           metadata <exception behavior>)
15242 Overview:
15243 """""""""
15245 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
15246 of its two operands.
15249 Arguments:
15250 """"""""""
15252 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
15253 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15254 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15256 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15257 behavior as described above.
15259 Semantics:
15260 """"""""""
15262 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
15263 and has the same type as the operands.
15266 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
15267 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15269 Syntax:
15270 """""""
15274       declare <type>
15275       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
15276                                           metadata <rounding mode>,
15277                                           metadata <exception behavior>)
15279 Overview:
15280 """""""""
15282 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
15283 its two operands.
15286 Arguments:
15287 """"""""""
15289 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15290 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15291 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15293 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15294 behavior as described above.
15296 Semantics:
15297 """"""""""
15299 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15300 has the same type as the operands.
15303 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15304 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15306 Syntax:
15307 """""""
15311       declare <type>
15312       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15313                                           metadata <rounding mode>,
15314                                           metadata <exception behavior>)
15316 Overview:
15317 """""""""
15319 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15320 its two operands.
15323 Arguments:
15324 """"""""""
15326 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15327 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15328 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15330 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15331 behavior as described above.
15333 Semantics:
15334 """"""""""
15336 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15337 has the same type as the operands.
15340 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15341 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15343 Syntax:
15344 """""""
15348       declare <type>
15349       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15350                                           metadata <rounding mode>,
15351                                           metadata <exception behavior>)
15353 Overview:
15354 """""""""
15356 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15357 from the division of its two operands.
15360 Arguments:
15361 """"""""""
15363 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15364 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15365 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15367 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15368 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15369 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15370 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15372 Semantics:
15373 """"""""""
15375 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15376 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15377 same sign as the dividend.
15379 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15380 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15382 Syntax:
15383 """""""
15387       declare <type>
15388       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15389                                           metadata <rounding mode>,
15390                                           metadata <exception behavior>)
15392 Overview:
15393 """""""""
15395 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15396 fused-multiply-add operation on its operands.
15398 Arguments:
15399 """"""""""
15401 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15402 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15403 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15405 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15406 as described above.
15408 Semantics:
15409 """"""""""
15411 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15412 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15413 precision.
15415 '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' Intrinsic
15416 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15418 Syntax:
15419 """""""
15423       declare <ty2>
15424       @llvm.experimental.constrained.fptoui(<type> <value>,
15425                                           metadata <exception behavior>)
15427 Overview:
15428 """""""""
15430 The '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' intrinsic converts a 
15431 floating-point ``value`` to its unsigned integer equivalent of type ``ty2``.
15433 Arguments:
15434 """"""""""
15436 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptoui``'
15437 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15438 <t_vector>` of floating point values.
15440 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15442 Semantics:
15443 """"""""""
15445 The result produced is an unsigned integer converted from the floating
15446 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15448 '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' Intrinsic
15449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15451 Syntax:
15452 """""""
15456       declare <ty2>
15457       @llvm.experimental.constrained.fptosi(<type> <value>,
15458                                           metadata <exception behavior>)
15460 Overview:
15461 """""""""
15463 The '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' intrinsic converts 
15464 :ref:`floating-point <t_floating>` ``value`` to type ``ty2``.
15466 Arguments:
15467 """"""""""
15469 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptosi``'
15470 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15471 <t_vector>` of floating point values. 
15473 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15475 Semantics:
15476 """"""""""
15478 The result produced is a signed integer converted from the floating
15479 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15481 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15482 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15484 Syntax:
15485 """""""
15489       declare <ty2>
15490       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15491                                           metadata <rounding mode>,
15492                                           metadata <exception behavior>)
15494 Overview:
15495 """""""""
15497 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15498 to type ``ty2``.
15500 Arguments:
15501 """"""""""
15503 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15504 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15505 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15506 than the result.
15508 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15509 behavior as described above.
15511 Semantics:
15512 """"""""""
15514 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15515 than the operand.
15517 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15520 Syntax:
15521 """""""
15525       declare <ty2>
15526       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15527                                           metadata <exception behavior>)
15529 Overview:
15530 """""""""
15532 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15533 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15535 Arguments:
15536 """"""""""
15538 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15539 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15540 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15541 than the result.
15543 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15545 Semantics:
15546 """"""""""
15548 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15549 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15550 apply to this intrinsic.
15552 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15553 --------------------------------------
15555 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15556 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15557 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15558 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15559 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15561 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15562 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15563 They do not change the runtime floating-point environment.
15566 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15567 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15569 Syntax:
15570 """""""
15574       declare <type>
15575       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15576                                           metadata <rounding mode>,
15577                                           metadata <exception behavior>)
15579 Overview:
15580 """""""""
15582 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15583 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15584 functions would, but without setting ``errno``.
15586 Arguments:
15587 """"""""""
15589 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15590 type.
15592 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15593 behavior as described above.
15595 Semantics:
15596 """"""""""
15598 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15599 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15600 and the return value is architecture specific.
15603 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15606 Syntax:
15607 """""""
15611       declare <type>
15612       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15613                                          metadata <rounding mode>,
15614                                          metadata <exception behavior>)
15616 Overview:
15617 """""""""
15619 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15620 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15622 Arguments:
15623 """"""""""
15625 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15626 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15627 should be raised.
15629 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15630 behavior as described above.
15632 Semantics:
15633 """"""""""
15635 This function returns the first value raised to the second power,
15636 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15637 handles error conditions in the same way.
15640 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15641 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15643 Syntax:
15644 """""""
15648       declare <type>
15649       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15650                                           metadata <rounding mode>,
15651                                           metadata <exception behavior>)
15653 Overview:
15654 """""""""
15656 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15657 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15658 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15659 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15662 Arguments:
15663 """"""""""
15665 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15666 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15667 which the first argument should be raised.
15669 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15670 behavior as described above.
15672 Semantics:
15673 """"""""""
15675 This function returns the first value raised to the second power with an
15676 unspecified sequence of rounding operations.
15679 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15680 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15682 Syntax:
15683 """""""
15687       declare <type>
15688       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15689                                          metadata <rounding mode>,
15690                                          metadata <exception behavior>)
15692 Overview:
15693 """""""""
15695 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15696 first operand.
15698 Arguments:
15699 """"""""""
15701 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15702 type.
15704 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15705 behavior as described above.
15707 Semantics:
15708 """"""""""
15710 This function returns the sine of the specified operand, returning the
15711 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15712 conditions in the same way.
15715 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15716 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15718 Syntax:
15719 """""""
15723       declare <type>
15724       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15725                                          metadata <rounding mode>,
15726                                          metadata <exception behavior>)
15728 Overview:
15729 """""""""
15731 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15732 first operand.
15734 Arguments:
15735 """"""""""
15737 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15738 type.
15740 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15741 behavior as described above.
15743 Semantics:
15744 """"""""""
15746 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15747 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15748 conditions in the same way.
15751 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15752 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15754 Syntax:
15755 """""""
15759       declare <type>
15760       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15761                                          metadata <rounding mode>,
15762                                          metadata <exception behavior>)
15764 Overview:
15765 """""""""
15767 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15768 exponential of the specified value.
15770 Arguments:
15771 """"""""""
15773 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15774 type.
15776 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15777 behavior as described above.
15779 Semantics:
15780 """"""""""
15782 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15783 would, and handles error conditions in the same way.
15786 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15787 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15789 Syntax:
15790 """""""
15794       declare <type>
15795       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15796                                           metadata <rounding mode>,
15797                                           metadata <exception behavior>)
15799 Overview:
15800 """""""""
15802 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15803 exponential of the specified value.
15806 Arguments:
15807 """"""""""
15809 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15810 type.
15812 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15813 behavior as described above.
15815 Semantics:
15816 """"""""""
15818 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15819 would, and handles error conditions in the same way.
15822 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15823 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15825 Syntax:
15826 """""""
15830       declare <type>
15831       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15832                                          metadata <rounding mode>,
15833                                          metadata <exception behavior>)
15835 Overview:
15836 """""""""
15838 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15839 logarithm of the specified value.
15841 Arguments:
15842 """"""""""
15844 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15845 type.
15847 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15848 behavior as described above.
15851 Semantics:
15852 """"""""""
15854 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15855 would, and handles error conditions in the same way.
15858 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15859 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15861 Syntax:
15862 """""""
15866       declare <type>
15867       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15868                                            metadata <rounding mode>,
15869                                            metadata <exception behavior>)
15871 Overview:
15872 """""""""
15874 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15875 logarithm of the specified value.
15877 Arguments:
15878 """"""""""
15880 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15881 type.
15883 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15884 behavior as described above.
15886 Semantics:
15887 """"""""""
15889 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15890 would, and handles error conditions in the same way.
15893 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15896 Syntax:
15897 """""""
15901       declare <type>
15902       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15903                                           metadata <rounding mode>,
15904                                           metadata <exception behavior>)
15906 Overview:
15907 """""""""
15909 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15910 logarithm of the specified value.
15912 Arguments:
15913 """"""""""
15915 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15916 type.
15918 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15919 behavior as described above.
15921 Semantics:
15922 """"""""""
15924 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15925 would, and handles error conditions in the same way.
15928 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15929 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15931 Syntax:
15932 """""""
15936       declare <type>
15937       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15938                                           metadata <rounding mode>,
15939                                           metadata <exception behavior>)
15941 Overview:
15942 """""""""
15944 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15945 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15946 exception if the operand is not an integer.
15948 Arguments:
15949 """"""""""
15951 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15952 type.
15954 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15955 behavior as described above.
15957 Semantics:
15958 """"""""""
15960 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15961 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15962 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15963 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15964 mode argument is only intended as information to the compiler.
15967 '``llvm.experimental.constrained.lrint``' Intrinsic
15968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15970 Syntax:
15971 """""""
15975       declare <inttype>
15976       @llvm.experimental.constrained.lrint(<fptype> <op1>,
15977                                            metadata <rounding mode>,
15978                                            metadata <exception behavior>)
15980 Overview:
15981 """""""""
15983 The '``llvm.experimental.constrained.lrint``' intrinsic returns the first
15984 operand rounded to the nearest integer. An inexact floating-point exception
15985 will be raised if the operand is not an integer. An invalid exception is
15986 raised if the result is too large to fit into a supported integer type,
15987 and in this case the result is undefined.
15989 Arguments:
15990 """"""""""
15992 The first argument is a floating-point number. The return value is an
15993 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
15994 types are the same as the ``llvm.lrint`` intrinsic and the ``lrint``
15995 libm functions.
15997 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15998 behavior as described above.
16000 Semantics:
16001 """"""""""
16003 This function returns the same values as the libm ``lrint`` functions
16004 would, and handles error conditions in the same way.
16006 The rounding mode is described, not determined, by the rounding mode
16007 argument.  The actual rounding mode is determined by the runtime floating-point
16008 environment.  The rounding mode argument is only intended as information
16009 to the compiler.
16011 If the runtime floating-point environment is using the default rounding mode
16012 then the results will be the same as the llvm.lrint intrinsic.
16015 '``llvm.experimental.constrained.llrint``' Intrinsic
16016 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16018 Syntax:
16019 """""""
16023       declare <inttype>
16024       @llvm.experimental.constrained.llrint(<fptype> <op1>,
16025                                             metadata <rounding mode>,
16026                                             metadata <exception behavior>)
16028 Overview:
16029 """""""""
16031 The '``llvm.experimental.constrained.llrint``' intrinsic returns the first
16032 operand rounded to the nearest integer. An inexact floating-point exception
16033 will be raised if the operand is not an integer. An invalid exception is
16034 raised if the result is too large to fit into a supported integer type,
16035 and in this case the result is undefined.
16037 Arguments:
16038 """"""""""
16040 The first argument is a floating-point number. The return value is an
16041 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
16042 types are the same as the ``llvm.llrint`` intrinsic and the ``llrint``
16043 libm functions.
16045 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16046 behavior as described above.
16048 Semantics:
16049 """"""""""
16051 This function returns the same values as the libm ``llrint`` functions
16052 would, and handles error conditions in the same way.
16054 The rounding mode is described, not determined, by the rounding mode
16055 argument.  The actual rounding mode is determined by the runtime floating-point
16056 environment.  The rounding mode argument is only intended as information
16057 to the compiler.
16059 If the runtime floating-point environment is using the default rounding mode
16060 then the results will be the same as the llvm.llrint intrinsic.
16063 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
16064 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16066 Syntax:
16067 """""""
16071       declare <type>
16072       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
16073                                                metadata <rounding mode>,
16074                                                metadata <exception behavior>)
16076 Overview:
16077 """""""""
16079 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
16080 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
16081 floating-point exception if the operand is not an integer.
16084 Arguments:
16085 """"""""""
16087 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16088 type.
16090 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16091 behavior as described above.
16093 Semantics:
16094 """"""""""
16096 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
16097 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
16098 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
16099 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
16100 mode argument is only intended as information to the compiler.
16103 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
16104 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16106 Syntax:
16107 """""""
16111       declare <type>
16112       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
16113                                             metadata <rounding mode>,
16114                                             metadata <exception behavior>)
16116 Overview:
16117 """""""""
16119 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
16120 of the two arguments.
16122 Arguments:
16123 """"""""""
16125 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
16126 of the same type.
16128 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
16129 behavior as described above.
16131 Semantics:
16132 """"""""""
16134 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
16135 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16136 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16137 mode argument is only intended as information to the compiler.
16140 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
16141 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16143 Syntax:
16144 """""""
16148       declare <type>
16149       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
16150                                             metadata <rounding mode>,
16151                                             metadata <exception behavior>)
16153 Overview:
16154 """""""""
16156 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
16157 of the two arguments.
16159 Arguments:
16160 """"""""""
16162 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
16163 of the same type.
16165 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
16166 behavior as described above.
16168 Semantics:
16169 """"""""""
16171 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
16172 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16173 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16174 mode argument is only intended as information to the compiler.
16177 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
16178 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16180 Syntax:
16181 """""""
16185       declare <type>
16186       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
16187                                           metadata <rounding mode>,
16188                                           metadata <exception behavior>)
16190 Overview:
16191 """""""""
16193 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
16194 first operand.
16196 Arguments:
16197 """"""""""
16199 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16200 type.
16202 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16203 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16204 intrinsic.
16206 Semantics:
16207 """"""""""
16209 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
16210 would and handles error conditions in the same way.
16213 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
16214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16216 Syntax:
16217 """""""
16221       declare <type>
16222       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
16223                                            metadata <rounding mode>,
16224                                            metadata <exception behavior>)
16226 Overview:
16227 """""""""
16229 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
16230 first operand.
16232 Arguments:
16233 """"""""""
16235 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16236 type.
16238 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16239 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16240 intrinsic.
16242 Semantics:
16243 """"""""""
16245 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
16246 would and handles error conditions in the same way.
16249 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
16250 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16252 Syntax:
16253 """""""
16257       declare <type>
16258       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
16259                                            metadata <rounding mode>,
16260                                            metadata <exception behavior>)
16262 Overview:
16263 """""""""
16265 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
16266 operand rounded to the nearest integer.
16268 Arguments:
16269 """"""""""
16271 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16272 type.
16274 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16275 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16276 intrinsic.
16278 Semantics:
16279 """"""""""
16281 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
16282 would and handles error conditions in the same way.
16285 '``llvm.experimental.constrained.lround``' Intrinsic
16286 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16288 Syntax:
16289 """""""
16293       declare <inttype>
16294       @llvm.experimental.constrained.lround(<fptype> <op1>,
16295                                             metadata <exception behavior>)
16297 Overview:
16298 """""""""
16300 The '``llvm.experimental.constrained.lround``' intrinsic returns the first
16301 operand rounded to the nearest integer with ties away from zero.  It will
16302 raise an inexact floating-point exception if the operand is not an integer.
16303 An invalid exception is raised if the result is too large to fit into a
16304 supported integer type, and in this case the result is undefined.
16306 Arguments:
16307 """"""""""
16309 The first argument is a floating-point number. The return value is an
16310 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
16311 types are the same as the ``llvm.lround`` intrinsic and the ``lround``
16312 libm functions.
16314 The second argument specifies the exception behavior as described above.
16316 Semantics:
16317 """"""""""
16319 This function returns the same values as the libm ``lround`` functions
16320 would and handles error conditions in the same way.
16323 '``llvm.experimental.constrained.llround``' Intrinsic
16324 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16326 Syntax:
16327 """""""
16331       declare <inttype>
16332       @llvm.experimental.constrained.llround(<fptype> <op1>,
16333                                              metadata <exception behavior>)
16334       
16335 Overview:
16336 """""""""
16338 The '``llvm.experimental.constrained.llround``' intrinsic returns the first
16339 operand rounded to the nearest integer with ties away from zero. It will
16340 raise an inexact floating-point exception if the operand is not an integer.
16341 An invalid exception is raised if the result is too large to fit into a
16342 supported integer type, and in this case the result is undefined.
16344 Arguments:
16345 """"""""""
16347 The first argument is a floating-point number. The return value is an
16348 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
16349 types are the same as the ``llvm.llround`` intrinsic and the ``llround``
16350 libm functions.
16352 The second argument specifies the exception behavior as described above.
16354 Semantics:
16355 """"""""""
16357 This function returns the same values as the libm ``llround`` functions
16358 would and handles error conditions in the same way.
16361 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
16362 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16364 Syntax:
16365 """""""
16369       declare <type>
16370       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
16371                                            metadata <truncing mode>,
16372                                            metadata <exception behavior>)
16374 Overview:
16375 """""""""
16377 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
16378 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
16379 operand.
16381 Arguments:
16382 """"""""""
16384 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16385 type.
16387 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
16388 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
16389 intrinsic.
16391 Semantics:
16392 """"""""""
16394 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
16395 would and handles error conditions in the same way.
16398 General Intrinsics
16399 ------------------
16401 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
16402 purpose.
16404 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
16405 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16407 Syntax:
16408 """""""
16412       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16414 Overview:
16415 """""""""
16417 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
16419 Arguments:
16420 """"""""""
16422 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
16423 global string, the third is a pointer to a global string which is the
16424 source file name, and the last argument is the line number.
16426 Semantics:
16427 """"""""""
16429 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
16430 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
16431 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
16432 ignored by code generation and optimization.
16434 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
16435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16437 Syntax:
16438 """""""
16440 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
16441 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
16442 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
16443 '``0``'.
16447       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16448       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16449       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16450       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16451       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16453 Overview:
16454 """""""""
16456 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
16458 Arguments:
16459 """"""""""
16461 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
16462 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
16463 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
16464 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
16466 Semantics:
16467 """"""""""
16469 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
16470 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
16471 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
16472 generation and optimization.
16474 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
16475 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16477 Syntax:
16478 """""""
16480 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
16481 any integer bit width.
16485       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16486       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16487       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16488       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16489       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16491 Overview:
16492 """""""""
16494 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
16496 Arguments:
16497 """"""""""
16499 The first argument is an integer value (result of some expression), the
16500 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
16501 global string which is the source file name, and the last argument is
16502 the line number. It returns the value of the first argument.
16504 Semantics:
16505 """"""""""
16507 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
16508 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
16509 optimizations that want to look for these annotations. These have no
16510 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
16512 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
16513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16515 Syntax:
16516 """""""
16518 This annotation emits a label at its program point and an associated
16519 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
16520 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
16521 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
16522 considered expensive.
16526       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16528 Arguments:
16529 """"""""""
16531 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16533 '``llvm.trap``' Intrinsic
16534 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16536 Syntax:
16537 """""""
16541       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16543 Overview:
16544 """""""""
16546 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16548 Arguments:
16549 """"""""""
16551 None.
16553 Semantics:
16554 """"""""""
16556 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16557 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16558 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16560 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16561 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16563 Syntax:
16564 """""""
16568       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16570 Overview:
16571 """""""""
16573 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16575 Arguments:
16576 """"""""""
16578 None.
16580 Semantics:
16581 """"""""""
16583 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16584 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16585 debugger.
16587 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16588 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16590 Syntax:
16591 """""""
16595       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16597 Overview:
16598 """""""""
16600 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16601 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16602 is placed on the stack before local variables.
16604 Arguments:
16605 """"""""""
16607 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16608 The first argument is the value loaded from the stack guard
16609 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16610 enough space to hold the value of the guard.
16612 Semantics:
16613 """"""""""
16615 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16616 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16617 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16618 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16619 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16620 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16621 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16623 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16624 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16626 Syntax:
16627 """""""
16631       declare i8* @llvm.stackguard()
16633 Overview:
16634 """""""""
16636 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16638 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16639 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16640 Protector in FastISel.
16642 Arguments:
16643 """"""""""
16645 None.
16647 Semantics:
16648 """"""""""
16650 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16651 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16652 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16654 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16655 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16656 in the future.
16658 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16661 Syntax:
16662 """""""
16666       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16667       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16669 Overview:
16670 """""""""
16672 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16673 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16674 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16675 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16676 class, structure, array, or other object.
16678 Arguments:
16679 """"""""""
16681 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16682 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16683 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16684 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16685 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16686 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16687 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16688 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16689 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16690 runtime.
16692 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16694 Semantics:
16695 """"""""""
16697 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16698 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16699 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16701 '``llvm.expect``' Intrinsic
16702 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16704 Syntax:
16705 """""""
16707 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16708 integer bit width.
16712       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16713       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16714       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16716 Overview:
16717 """""""""
16719 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16720 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16722 Arguments:
16723 """"""""""
16725 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16726 a value. The second argument is an expected value.
16728 Semantics:
16729 """"""""""
16731 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16733 .. _int_assume:
16735 '``llvm.assume``' Intrinsic
16736 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16738 Syntax:
16739 """""""
16743       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16745 Overview:
16746 """""""""
16748 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16749 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16750 of the code.
16752 Arguments:
16753 """"""""""
16755 The condition which the optimizer may assume is always true.
16757 Semantics:
16758 """"""""""
16760 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16761 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16762 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16763 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16764 violated during execution, the behavior is undefined.
16766 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16767 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16768 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16769 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16770 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16771 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16772 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16773 optimizer.
16775 .. _int_ssa_copy:
16777 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16778 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16780 Syntax:
16781 """""""
16785       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16787 Arguments:
16788 """"""""""
16790 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16792 Overview:
16793 """"""""""
16795 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16796 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16797 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16798 attach various forms of information to operands that dominate specific
16799 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16800 renaming forms that require value splits at certain points.
16802 .. _type.test:
16804 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16805 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16807 Syntax:
16808 """""""
16812       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16815 Arguments:
16816 """"""""""
16818 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16819 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16821 Overview:
16822 """""""""
16824 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16825 with the given type identifier.
16827 .. _type.checked.load:
16829 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16830 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16832 Syntax:
16833 """""""
16837       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16840 Arguments:
16841 """"""""""
16843 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16844 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16845 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16846 <TypeMetadata>`.
16848 Overview:
16849 """""""""
16851 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16852 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16853 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16854 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16855 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16856 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16857 constraint.
16859 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16860 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16861 the function may also return true if the given pointer is not associated
16862 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16863 element is true, the following rules apply to the first element:
16865 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16866   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16867   pointer.
16869 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16870   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16872   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16873      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16874      metadata.
16876   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16877      returns an unspecified value without causing side effects.
16879 If the function's return value's second element is false, the value of the
16880 first element is undefined.
16883 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16884 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16886 Syntax:
16887 """""""
16891       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16893 Overview:
16894 """""""""
16896 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16897 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16898 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16899 instruction.
16901 Arguments:
16902 """"""""""
16904 None.
16906 Semantics:
16907 """"""""""
16909 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16910 by codegen.
16912 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16913 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16915 Syntax:
16916 """""""
16920       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16922 Overview:
16923 """""""""
16925 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16926 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16927 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16928 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16929 slower) version.
16931 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16932 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16933 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16934 used to represent the slow paths of specialized functions.
16937 Arguments:
16938 """"""""""
16940 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16941 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16943 Semantics:
16944 """"""""""
16946 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16947 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16948 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16949 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16950 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16951 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16952 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16953 the entire heap.
16955 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16956 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16957 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16959    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16960    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16961    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16962      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16964 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16965 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16966 caller.
16968 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16969 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16970 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16972 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16973 same calling convention.
16975 .. _deoptimize_lowering:
16977 Lowering:
16978 """""""""
16980 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16981 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16982 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16983 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16984 arguments of the specified types, and not as varargs.
16987 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16988 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16990 Syntax:
16991 """""""
16995       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16997 Overview:
16998 """""""""
17000 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
17001 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
17002 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
17003 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
17004 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
17005 equivalent to:
17007 .. code-block:: text
17009   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
17010     %realPred = and i1 %pred, undef
17011     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
17013   leave:
17014     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
17015     ret void
17017   continue:
17018     ret void
17019   }
17022 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
17023 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
17024 see :doc:`FaultMaps`.
17026 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
17027 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
17028 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
17029 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
17030 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
17031 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
17033 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
17036 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
17037 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17039 Syntax:
17040 """""""
17044       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17046 Overview:
17047 """""""""
17049 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
17050 boolean expressions with the following property: whether this
17051 expression is `true` or `false`, the program is correct and
17052 well-defined.
17054 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
17055 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
17056 express guards or checks on optimistic assumptions made during
17057 compilation and represent them as branch instructions on special
17058 conditions.
17060 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
17061 different in that an invocation produces a particular, singular
17062 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
17063 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
17064 special properties.
17066 Arguments:
17067 """"""""""
17069 None.
17071 Semantics:
17072 """"""""""
17074 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
17075 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
17076 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
17077 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
17078 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
17079 with either value whenever one is beneficial.
17081 When used in a branch condition, it allows us to choose between
17082 two alternative correct solutions for the same problem, like
17083 in example below:
17085 .. code-block:: text
17087     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17088     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
17090   label %fast_path:
17091     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
17093   label %slow_path:
17094     ; Cheap in memory but slow solution.
17096 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
17097 it should be correct to pick either solution. We can switch
17098 between them by replacing the result of
17099 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
17100 `i1` expressions.
17102 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
17104 .. code-block:: text
17106   block:
17107     ; Unguarded instructions
17108     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
17109     ; Guarded instructions
17111 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
17112 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
17114 .. code-block:: text
17116   block:
17117     ; Unguarded instructions
17118     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17119     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
17120     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
17122   guarded:
17123     ; Guarded instructions
17125   deopt:
17126     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
17128 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
17129 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
17130 is `true` or `false`.
17132 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
17133 it cannot be invoked.
17135 Guard widening:
17136 """""""""""""""
17138 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
17139 condition of a guard represented as explicit branch, it is
17140 legal to widen the guard's condition with any additional
17141 conditions.
17143 Guard widening looks like replacement of
17145 .. code-block:: text
17147   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17148   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
17149   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
17151 with
17153 .. code-block:: text
17155   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17156   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
17157   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
17158   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
17160 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
17161 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
17162 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
17163 deopt when the new condition is not met.
17165 Lowering:
17166 """""""""
17168 Default lowering strategy is replacing the result of
17169 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
17170 constant `true`. However it is always correct to replace
17171 it with any other `i1` value. Any pass can
17172 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
17175 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
17176 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17178 Syntax:
17179 """""""
17183       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
17185 Overview:
17186 """""""""
17188 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
17189 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
17190 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
17191 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
17192 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
17194 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
17195 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
17196 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
17197 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
17198 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
17200 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
17201 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17203 Syntax:
17204 """""""
17208       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
17210 Overview:
17211 """""""""
17213 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
17214 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
17215 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
17216 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
17217 an infinite loop with no other side effects.
17219 Arguments:
17220 """"""""""
17222 None.
17224 Semantics:
17225 """"""""""
17227 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
17228 has externally observable side effects.
17230 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
17231 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17233 Syntax:
17234 """""""
17236 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
17240       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
17241       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
17242       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
17244 Overview:
17245 """""""""
17247 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
17248 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
17249 fold to either true or false before generating machine code.
17251 Semantics:
17252 """"""""""
17254 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
17255 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
17256 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
17257 a constant false value.
17259 In particular, note that if the argument is a constant expression
17260 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
17261 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
17262 false.
17264 The result also intentionally depends on the result of optimization
17265 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
17266 function gets inlined or not. A function's parameters are
17267 obviously not constant. However, a call like
17268 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
17269 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
17270 a constant.
17272 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
17273 evaluate to true, even in simple cases.
17275 .. _int_ptrmask:
17277 '``llvm.ptrmask``' Intrinsic
17278 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17280 Syntax:
17281 """""""
17285       declare ptrty llvm.ptrmask(ptrty %ptr, intty %mask) readnone speculatable
17287 Arguments:
17288 """"""""""
17290 The first argument is a pointer. The second argument is an integer.
17292 Overview:
17293 """"""""""
17295 The ``llvm.ptrmask`` intrinsic masks out bits of the pointer according to a mask.
17296 This allows stripping data from tagged pointers without converting them to an
17297 integer (ptrtoint/inttoptr). As a consequence, we can preserve more information
17298 to facilitate alias analysis and underlying-object detection.
17300 Semantics:
17301 """"""""""
17303 The result of ``ptrmask(ptr, mask)`` is equivalent to
17304 ``getelementptr ptr, (ptrtoint(ptr) & mask) - ptrtoint(ptr)``. Both the returned
17305 pointer and the first argument are based on the same underlying object (for more
17306 information on the *based on* terminology see
17307 :ref:`the pointer aliasing rules <pointeraliasing>`). If the bitwidth of the
17308 mask argument does not match the pointer size of the target, the mask is
17309 zero-extended or truncated accordingly.
17311 Stack Map Intrinsics
17312 --------------------
17314 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
17315 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
17316 are described in :doc:`StackMaps`.
17318 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
17319 -------------------------------------
17321 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
17322 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
17324 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
17326 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17329 Syntax:
17330 """""""
17332 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
17333 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17334 support all bit widths however.
17338       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17339                                                                        i8* <src>,
17340                                                                        i32 <len>,
17341                                                                        i32 <element_size>)
17342       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17343                                                                        i8* <src>,
17344                                                                        i64 <len>,
17345                                                                        i32 <element_size>)
17347 Overview:
17348 """""""""
17350 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17351 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
17352 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
17353 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
17354 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17356 Arguments:
17357 """"""""""
17359 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
17360 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17361 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17362 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17364 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17365 target-specific atomic access size limit.
17367 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
17368 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17369 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
17371 Semantics:
17372 """"""""""
17374 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
17375 memory from the source location to the destination location. These locations are not
17376 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
17377 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
17378 aligned at an ``element_size`` boundary.
17380 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17381 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17382 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
17383 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
17385 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17386 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17387 destination.
17389 Lowering:
17390 """""""""
17392 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
17393 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17394 is replaced with an actual element size.
17396 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
17398 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17399 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17401 Syntax:
17402 """""""
17404 This is an overloaded intrinsic. You can use
17405 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
17406 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
17410       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17411                                                                         i8* <src>,
17412                                                                         i32 <len>,
17413                                                                         i32 <element_size>)
17414       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17415                                                                         i8* <src>,
17416                                                                         i64 <len>,
17417                                                                         i32 <element_size>)
17419 Overview:
17420 """""""""
17422 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
17423 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
17424 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
17425 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
17426 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
17427 integer multiple of the ``element_size`` in size.
17429 Arguments:
17430 """"""""""
17432 The first three arguments are the same as they are in the
17433 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
17434 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
17435 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
17436 behaviour of the intrinsic is undefined.
17438 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
17439 greater than a target-specific atomic access size limit.
17441 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
17442 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
17443 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
17444 boundary.
17446 Semantics:
17447 """"""""""
17449 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
17450 of memory from the source location to the destination location. These locations
17451 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
17452 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
17453 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17455 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17456 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17457 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
17458 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
17459 specified.
17461 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17462 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17463 destination.
17465 Lowering:
17466 """""""""
17468 In the most general case call to the
17469 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
17470 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
17471 actual element size.
17473 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
17475 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
17477 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17478 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17480 Syntax:
17481 """""""
17483 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
17484 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17485 support all bit widths however.
17489       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
17490                                                                   i8 <value>,
17491                                                                   i32 <len>,
17492                                                                   i32 <element_size>)
17493       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
17494                                                                   i8 <value>,
17495                                                                   i64 <len>,
17496                                                                   i32 <element_size>)
17498 Overview:
17499 """""""""
17501 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17502 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
17503 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
17504 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
17505 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17507 Arguments:
17508 """"""""""
17510 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
17511 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17512 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17513 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17515 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17516 target-specific atomic access size limit.
17518 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
17519 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17520 the destination pointer is aligned to that boundary.
17522 Semantics:
17523 """"""""""
17525 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
17526 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
17527 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
17528 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17530 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
17531 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
17532 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
17533 when specified.
17535 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17536 provided by a set of unordered stores to the destination.
17538 Lowering:
17539 """""""""
17541 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
17542 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17543 is replaced with an actual element size.
17545 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
17547 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
17548 ----------------------------------
17550 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
17551 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
17552 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
17553 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
17555 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
17556 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17558 Syntax:
17559 """""""
17562       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17564 Lowering:
17565 """""""""
17567 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17569 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17570 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17572 Syntax:
17573 """""""
17576       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17578 Lowering:
17579 """""""""
17581 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17583 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17584 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17586 Syntax:
17587 """""""
17590       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17592 Lowering:
17593 """""""""
17595 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17597 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17598 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17600 Syntax:
17601 """""""
17604       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17606 Lowering:
17607 """""""""
17609 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17611 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17612 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17614 Syntax:
17615 """""""
17618       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17620 Lowering:
17621 """""""""
17623 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17625 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17626 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17628 Syntax:
17629 """""""
17632       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17634 Lowering:
17635 """""""""
17637 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17639 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17640 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17642 Syntax:
17643 """""""
17646       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17648 Lowering:
17649 """""""""
17651 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17653 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17654 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17656 Syntax:
17657 """""""
17660       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17662 Lowering:
17663 """""""""
17665 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17667 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17668 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17670 Syntax:
17671 """""""
17674       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17676 Lowering:
17677 """""""""
17679 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17681 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17682 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17684 Syntax:
17685 """""""
17688       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17690 Lowering:
17691 """""""""
17693 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17695 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17696 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17698 Syntax:
17699 """""""
17702       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17704 Lowering:
17705 """""""""
17707 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17709 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17710 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17712 Syntax:
17713 """""""
17716       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17718 Lowering:
17719 """""""""
17721 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17723 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17724 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17726 Syntax:
17727 """""""
17730       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17732 Lowering:
17733 """""""""
17735 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17737 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17738 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17740 Syntax:
17741 """""""
17744       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17746 Lowering:
17747 """""""""
17749 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17751 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17752 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17754 Syntax:
17755 """""""
17758       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17760 Lowering:
17761 """""""""
17763 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17765 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17766 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17768 Syntax:
17769 """""""
17772       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17774 Lowering:
17775 """""""""
17777 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17779 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17780 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17782 Syntax:
17783 """""""
17786       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17788 Lowering:
17789 """""""""
17791 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17793 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17794 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17796 Syntax:
17797 """""""
17800       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17802 Lowering:
17803 """""""""
17805 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.
17807 Preserving Debug Information Intrinsics
17808 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17810 These intrinsics are used to carry certain debuginfo together with
17811 IR-level operations. For example, it may be desirable to
17812 know the structure/union name and the original user-level field
17813 indices. Such information got lost in IR GetElementPtr instruction
17814 since the IR types are different from debugInfo types and unions
17815 are converted to structs in IR.
17817 '``llvm.preserve.array.access.index``' Intrinsic
17818 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17820 Syntax:
17821 """""""
17824       declare <ret_type>
17825       @llvm.preserve.array.access.index.p0s_union.anons.p0a10s_union.anons(<type> base,
17826                                                                            i32 dim,
17827                                                                            i32 index)
17829 Overview:
17830 """""""""
17832 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17833 based on array base ``base``, array dimension ``dim`` and the last access index ``index``
17834 into the array. The return type ``ret_type`` is a pointer type to the array element.
17835 The array ``dim`` and ``index`` are preserved which is more robust than
17836 getelementptr instruction which may be subject to compiler transformation.
17837 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17838 to provide array or pointer debuginfo type.
17839 The metadata is a ``DICompositeType`` or ``DIDerivedType`` representing the
17840 debuginfo version of ``type``.
17842 Arguments:
17843 """"""""""
17845 The ``base`` is the array base address.  The ``dim`` is the array dimension.
17846 The ``base`` is a pointer if ``dim`` equals 0.
17847 The ``index`` is the last access index into the array or pointer.
17849 Semantics:
17850 """"""""""
17852 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic produces the same result
17853 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{dim's 0's, index}``.
17855 '``llvm.preserve.union.access.index``' Intrinsic
17856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17858 Syntax:
17859 """""""
17862       declare <type>
17863       @llvm.preserve.union.access.index.p0s_union.anons.p0s_union.anons(<type> base,
17864                                                                         i32 di_index)
17866 Overview:
17867 """""""""
17869 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic carries the debuginfo field index
17870 ``di_index`` and returns the ``base`` address.
17871 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17872 to provide union debuginfo type.
17873 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17874 The return type ``type`` is the same as the ``base`` type.
17876 Arguments:
17877 """"""""""
17879 The ``base`` is the union base address. The ``di_index`` is the field index in debuginfo.
17881 Semantics:
17882 """"""""""
17884 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic returns the ``base`` address.
17886 '``llvm.preserve.struct.access.index``' Intrinsic
17887 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17889 Syntax:
17890 """""""
17893       declare <ret_type>
17894       @llvm.preserve.struct.access.index.p0i8.p0s_struct.anon.0s(<type> base,
17895                                                                  i32 gep_index,
17896                                                                  i32 di_index)
17898 Overview:
17899 """""""""
17901 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17902 based on struct base ``base`` and IR struct member index ``gep_index``.
17903 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17904 to provide struct debuginfo type.
17905 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17906 The return type ``ret_type`` is a pointer type to the structure member.
17908 Arguments:
17909 """"""""""
17911 The ``base`` is the structure base address. The ``gep_index`` is the struct member index
17912 based on IR structures. The ``di_index`` is the struct member index based on debuginfo.
17914 Semantics:
17915 """"""""""
17917 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic produces the same result
17918 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{0, gep_index}``.