[UpdateCCTestChecks] Detect function mangled name on separate line
[llvm-core.git] / docs / LangRef.rst
blobe797b1f9a15d8ffcefebbae380b0a204dba0e94f
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:`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>`) and :ref:`call <i_call>`
2465 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2466 floating-point transformations.
2468 ``nnan``
2469    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2470    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2471    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2473 ``ninf``
2474    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2475    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2476    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2478 ``nsz``
2479    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2480    argument or result as insignificant.
2482 ``arcp``
2483    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2484    argument rather than perform division.
2486 ``contract``
2487    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2488    addition into a fused multiply-and-add).
2490 ``afn``
2491    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2492    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2493    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2495 ``reassoc``
2496    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2497    This may dramatically change results in floating-point.
2499 ``fast``
2500    This flag implies all of the others.
2502 .. _uselistorder:
2504 Use-list Order Directives
2505 -------------------------
2507 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2508 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2509 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2510 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2512 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2513 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2514 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2516 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2517 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2518 function's scope.
2520 :Syntax:
2524     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2525     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2527 :Examples:
2531     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2532     entry:
2533       ; ... instructions ...
2534     bb:
2535       ; ... instructions ...
2537       ; At function scope.
2538       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2539       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2540     }
2542     ; At global scope.
2543     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2544     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2545     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2546     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2548 .. _source_filename:
2550 Source Filename
2551 ---------------
2553 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2554 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2555 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2556 the IR and bitcode.
2558 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2559 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2560 source file name to the local function name.
2562 The syntax for the source file name is simply:
2564 .. code-block:: text
2566     source_filename = "/path/to/source.c"
2568 .. _typesystem:
2570 Type System
2571 ===========
2573 The LLVM type system is one of the most important features of the
2574 intermediate representation. Being typed enables a number of
2575 optimizations to be performed on the intermediate representation
2576 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2577 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2578 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2579 not feasible to perform on normal three address code representations.
2581 .. _t_void:
2583 Void Type
2584 ---------
2586 :Overview:
2589 The void type does not represent any value and has no size.
2591 :Syntax:
2596       void
2599 .. _t_function:
2601 Function Type
2602 -------------
2604 :Overview:
2607 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2608 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2609 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2610 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2612 :Syntax:
2616       <returntype> (<parameter list>)
2618 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2619 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2620 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2621 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2622 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2623 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2625 :Examples:
2627 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2628 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2629 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2630 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2631 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2632 | ``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. |
2633 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2634 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2635 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2637 .. _t_firstclass:
2639 First Class Types
2640 -----------------
2642 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2643 Values of these types are the only ones which can be produced by
2644 instructions.
2646 .. _t_single_value:
2648 Single Value Types
2649 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2651 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2653 .. _t_integer:
2655 Integer Type
2656 """"""""""""
2658 :Overview:
2660 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2661 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2662 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2664 :Syntax:
2668       iN
2670 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2671 value.
2673 Examples:
2674 *********
2676 +----------------+------------------------------------------------+
2677 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2678 +----------------+------------------------------------------------+
2679 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2680 +----------------+------------------------------------------------+
2681 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2682 +----------------+------------------------------------------------+
2684 .. _t_floating:
2686 Floating-Point Types
2687 """"""""""""""""""""
2689 .. list-table::
2690    :header-rows: 1
2692    * - Type
2693      - Description
2695    * - ``half``
2696      - 16-bit floating-point value
2698    * - ``float``
2699      - 32-bit floating-point value
2701    * - ``double``
2702      - 64-bit floating-point value
2704    * - ``fp128``
2705      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2707    * - ``x86_fp80``
2708      -  80-bit floating-point value (X87)
2710    * - ``ppc_fp128``
2711      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2713 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2714 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2715 respectively.
2717 X86_mmx Type
2718 """"""""""""
2720 :Overview:
2722 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2723 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2724 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2725 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2726 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2727 of this type.
2729 :Syntax:
2733       x86_mmx
2736 .. _t_pointer:
2738 Pointer Type
2739 """"""""""""
2741 :Overview:
2743 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2744 commonly used to reference objects in memory.
2746 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2747 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2748 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2749 are target-specific.
2751 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2752 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2754 :Syntax:
2758       <type> *
2760 :Examples:
2762 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2763 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2764 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2765 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2766 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2767 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2768 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2770 .. _t_vector:
2772 Vector Type
2773 """""""""""
2775 :Overview:
2777 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2778 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2779 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2780 requires a size (number of elements), an underlying primitive data type,
2781 and a scalable property to represent vectors where the exact hardware
2782 vector length is unknown at compile time. Vector types are considered
2783 :ref:`first class <t_firstclass>`.
2785 :Syntax:
2789       < <# elements> x <elementtype> >          ; Fixed-length vector
2790       < vscale x <# elements> x <elementtype> > ; Scalable vector
2792 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2793 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2794 of size zero are not allowed. For scalable vectors, the total number of
2795 elements is a constant multiple (called vscale) of the specified number
2796 of elements; vscale is a positive integer that is unknown at compile time
2797 and the same hardware-dependent constant for all scalable vectors at run
2798 time. The size of a specific scalable vector type is thus constant within
2799 IR, even if the exact size in bytes cannot be determined until run time.
2801 :Examples:
2803 +------------------------+----------------------------------------------------+
2804 | ``<4 x i32>``          | Vector of 4 32-bit integer values.                 |
2805 +------------------------+----------------------------------------------------+
2806 | ``<8 x float>``        | Vector of 8 32-bit floating-point values.          |
2807 +------------------------+----------------------------------------------------+
2808 | ``<2 x i64>``          | Vector of 2 64-bit integer values.                 |
2809 +------------------------+----------------------------------------------------+
2810 | ``<4 x i64*>``         | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.     |
2811 +------------------------+----------------------------------------------------+
2812 | ``<vscale x 4 x i32>`` | Vector with a multiple of 4 32-bit integer values. |
2813 +------------------------+----------------------------------------------------+
2815 .. _t_label:
2817 Label Type
2818 ^^^^^^^^^^
2820 :Overview:
2822 The label type represents code labels.
2824 :Syntax:
2828       label
2830 .. _t_token:
2832 Token Type
2833 ^^^^^^^^^^
2835 :Overview:
2837 The token type is used when a value is associated with an instruction
2838 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2839 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2840 :ref:`select <i_select>` of type token.
2842 :Syntax:
2846       token
2850 .. _t_metadata:
2852 Metadata Type
2853 ^^^^^^^^^^^^^
2855 :Overview:
2857 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2858 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2860 :Syntax:
2864       metadata
2866 .. _t_aggregate:
2868 Aggregate Types
2869 ^^^^^^^^^^^^^^^
2871 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2872 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2873 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2874 aggregate types.
2876 .. _t_array:
2878 Array Type
2879 """"""""""
2881 :Overview:
2883 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2884 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2885 elements) and an underlying data type.
2887 :Syntax:
2891       [<# elements> x <elementtype>]
2893 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2894 be any type with a size.
2896 :Examples:
2898 +------------------+--------------------------------------+
2899 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2900 +------------------+--------------------------------------+
2901 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2902 +------------------+--------------------------------------+
2903 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2904 +------------------+--------------------------------------+
2906 Here are some examples of multidimensional arrays:
2908 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2909 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2910 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2911 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2912 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2913 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2914 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2916 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2917 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2918 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2919 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2920 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2921 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2922 example.
2924 .. _t_struct:
2926 Structure Type
2927 """"""""""""""
2929 :Overview:
2931 The structure type is used to represent a collection of data members
2932 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2933 a size.
2935 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2936 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2937 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2938 '``insertvalue``' instructions.
2940 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2941 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2942 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2943 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2944 required to match what the underlying code generator expects.
2946 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2947 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2948 identified types are always defined at the top level with a name.
2949 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2950 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2951 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2953 :Syntax:
2957       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2958       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2960 :Examples:
2962 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2963 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2964 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2965 | ``{ 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``.  |
2966 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2967 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2968 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2970 .. _t_opaque:
2972 Opaque Structure Types
2973 """"""""""""""""""""""
2975 :Overview:
2977 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2978 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2979 notion of a forward declared structure.
2981 :Syntax:
2985       %X = type opaque
2986       %52 = type opaque
2988 :Examples:
2990 +--------------+-------------------+
2991 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2992 +--------------+-------------------+
2994 .. _constants:
2996 Constants
2997 =========
2999 LLVM has several different basic types of constants. This section
3000 describes them all and their syntax.
3002 Simple Constants
3003 ----------------
3005 **Boolean constants**
3006     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
3007     of the ``i1`` type.
3008 **Integer constants**
3009     Standard integers (such as '4') are constants of the
3010     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
3011     integer types.
3012 **Floating-point constants**
3013     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
3014     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
3015     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
3016     decimal value of a floating-point constant. For example, the
3017     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
3018     decimal in binary. Floating-point constants must have a
3019     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
3020 **Null pointer constants**
3021     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
3022     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
3023 **Token constants**
3024     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
3025     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
3027 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
3028 floating-point constants. For example, the form
3029 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
3030 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
3031 constants are required (and the only time that they are generated by the
3032 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
3033 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
3034 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
3035 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
3036 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
3038 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
3039 double are represented using the 16-digit form shown above (which
3040 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
3041 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
3042 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
3043 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
3044 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
3045 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
3046 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
3047 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
3048 will only work if they match the long double format on your target.
3049 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
3050 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
3051 (sign bit at the left).
3053 There are no constants of type x86_mmx.
3055 .. _complexconstants:
3057 Complex Constants
3058 -----------------
3060 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3061 constants and smaller complex constants.
3063 **Structure constants**
3064     Structure constants are represented with notation similar to
3065     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3066     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3067     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3068     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3069     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3070     must match those specified by the type.
3071 **Array constants**
3072     Array constants are represented with notation similar to array type
3073     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3074     square brackets (``[]``)). For example:
3075     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3076     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3077     match those specified by the type. As a special case, character array
3078     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3079     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3080 **Vector constants**
3081     Vector constants are represented with notation similar to vector
3082     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3083     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3084     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3085     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3086     elements must match those specified by the type.
3087 **Zero initialization**
3088     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3089     value to zero of *any* type, including scalar and
3090     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3091     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3092     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3093 **Metadata node**
3094     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3095     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3096     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3097     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3098     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3099     information such as debug info.
3101 Global Variable and Function Addresses
3102 --------------------------------------
3104 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3105 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3106 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3107 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3108 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3109 file:
3111 .. code-block:: llvm
3113     @X = global i32 17
3114     @Y = global i32 42
3115     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3117 .. _undefvalues:
3119 Undefined Values
3120 ----------------
3122 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3123 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3124 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3125 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3127 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3128 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3129 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3130 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3132 .. code-block:: llvm
3134       %A = add %X, undef
3135       %B = sub %X, undef
3136       %C = xor %X, undef
3137     Safe:
3138       %A = undef
3139       %B = undef
3140       %C = undef
3142 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3143 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3145 .. code-block:: llvm
3147       %A = or %X, undef
3148       %B = and %X, undef
3149     Safe:
3150       %A = -1
3151       %B = 0
3152     Safe:
3153       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3154       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3155     Unsafe:
3156       %A = undef
3157       %B = undef
3159 These logical operations have bits that are not always affected by the
3160 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3161 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3162 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3163 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3164 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3165 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3166 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3167 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3169 .. code-block:: llvm
3171       %A = select undef, %X, %Y
3172       %B = select undef, 42, %Y
3173       %C = select %X, %Y, undef
3174     Safe:
3175       %A = %X     (or %Y)
3176       %B = 42     (or %Y)
3177       %C = %Y
3178     Unsafe:
3179       %A = undef
3180       %B = undef
3181       %C = undef
3183 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3184 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3185 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3186 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3187 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3188 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3189 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3191 .. code-block:: text
3193       %A = xor undef, undef
3195       %B = undef
3196       %C = xor %B, %B
3198       %D = undef
3199       %E = icmp slt %D, 4
3200       %F = icmp gte %D, 4
3202     Safe:
3203       %A = undef
3204       %B = undef
3205       %C = undef
3206       %D = undef
3207       %E = undef
3208       %F = undef
3210 This example points out that two '``undef``' operands are not
3211 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3212 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3213 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3214 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3215 its value over its "live range". This is true because the variable
3216 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3217 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3218 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3219 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3220 uses with" concept would not hold.
3222 .. code-block:: llvm
3224       %A = sdiv undef, %X
3225       %B = sdiv %X, undef
3226     Safe:
3227       %A = 0
3228     b: unreachable
3230 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3231 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3232 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3233 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3234 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3235 However, in the second example, we can make a more aggressive
3236 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3237 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3238 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3239 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3240 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3241 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3243 .. code-block:: text
3245     a:  store undef -> %X
3246     b:  store %X -> undef
3247     Safe:
3248     a: <deleted>
3249     b: unreachable
3251 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3252 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3253 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3254 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3255 behavior.
3257 **MemorySanitizer**, a detector of uses of uninitialized memory,
3258 defines a branch with condition that depends on an undef value (or
3259 certain other values, like e.g. a result of a load from heap-allocated
3260 memory that has never been stored to) to have an externally visible
3261 side effect. For this reason functions with *sanitize_memory*
3262 attribute are not allowed to produce such branches "out of thin
3263 air". More strictly, an optimization that inserts a conditional branch
3264 is only valid if in all executions where the branch condition has at
3265 least one undefined bit, the same branch condition is evaluated in the
3266 input IR as well.
3268 .. _poisonvalues:
3270 Poison Values
3271 -------------
3273 In order to facilitate speculative execution, many instructions do not
3274 invoke immediate undefined behavior when provided with illegal operands,
3275 and return a poison value instead.
3277 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3278 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3279 the ``nsw`` flag.
3281 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3283 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3284 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3285    their dynamic predecessor basic block.
3286 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3287    in the dynamic callers of their functions.
3288 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3289    instructions that dynamically transfer control back to them.
3290 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3291    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3292    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3293 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3294    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3295    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3296    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3297 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3298    most recent preceding instruction with externally visible side
3299    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3300    operations <volatile>`.)
3301 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3302    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3303    multiple successors and the instruction is always executed when
3304    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3305    when control is transferred to another.
3306 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3307    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3308    be different if the terminator had transferred control to a different
3309    successor.
3310 -  Dependence is transitive.
3312 An instruction that *depends* on a poison value, produces a poison value
3313 itself. A poison value may be relaxed into an
3314 :ref:`undef value <undefvalues>`, which takes an arbitrary bit-pattern.
3316 This means that immediate undefined behavior occurs if a poison value is
3317 used as an instruction operand that has any values that trigger undefined
3318 behavior. Notably this includes (but is not limited to):
3320 -  The pointer operand of a :ref:`load <i_load>`, :ref:`store <i_store>` or
3321    any other pointer dereferencing instruction (independent of address
3322    space).
3323 -  The divisor operand of a ``udiv``, ``sdiv``, ``urem`` or ``srem``
3324    instruction.
3326 Additionally, undefined behavior occurs if a side effect *depends* on poison.
3327 This includes side effects that are control dependent on a poisoned branch.
3329 Here are some examples:
3331 .. code-block:: llvm
3333     entry:
3334       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3335       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3336       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3337       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; Undefined behavior due to
3338                                            ; store to poison.
3340       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3341       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3343       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3344       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3345       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3346       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3348       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3349       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3351     true:
3352       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3353                                            ; it has undefined behavior.
3354       br label %end
3356     end:
3357       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3358                                            ; Both edges into this PHI are
3359                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3360                                            ; always results in a poison value.
3362       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3363                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3364                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3366       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3367                                            ; The same branch again, but this time the
3368                                            ; true block doesn't have side effects.
3370     second_true:
3371       ; No side effects!
3372       ret void
3374     second_end:
3375       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3376                                            ; on the store in %end. Also, it is
3377                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3378                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3379                                            ; behavior in this example).
3381 .. _blockaddress:
3383 Addresses of Basic Blocks
3384 -------------------------
3386 ``blockaddress(@function, %block)``
3388 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3389 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3390 Taking the address of the entry block is illegal.
3392 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3393 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3394 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3395 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3396 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3397 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3398 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3399 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3400 ``callbr`` instruction.
3402 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3403 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3405 .. _constantexprs:
3407 Constant Expressions
3408 --------------------
3410 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3411 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3412 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3413 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3414 The following is the syntax for constant expressions:
3416 ``trunc (CST to TYPE)``
3417     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3418 ``zext (CST to TYPE)``
3419     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3420 ``sext (CST to TYPE)``
3421     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3422 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3423     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3424     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3425     must be floating-point.
3426 ``fpext (CST to TYPE)``
3427     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3428     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3429     floating-point.
3430 ``fptoui (CST to TYPE)``
3431     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3432     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3433     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3434     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3435     value won't fit in the integer type, the result is a
3436     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3437 ``fptosi (CST to TYPE)``
3438     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3439     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3440     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3441     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3442     value won't fit in the integer type, the result is a
3443     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3444 ``uitofp (CST to TYPE)``
3445     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3446     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3447     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3448     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3449 ``sitofp (CST to TYPE)``
3450     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3451     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3452     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3453     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3454 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3455     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3456 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3457     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3458     This one is *really* dangerous!
3459 ``bitcast (CST to TYPE)``
3460     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3461     The constraints of the operands are the same as those for the
3462     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3463 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3464     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3465     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3466     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3467 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3468     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3469     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3470     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3471     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3472 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3473     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3474 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3475     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3476 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3477     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3478 ``extractelement (VAL, IDX)``
3479     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3480     constants.
3481 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3482     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3483     constants.
3484 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3485     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3486     constants.
3487 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3488     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3489     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3490     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3491     least one index value must be specified.
3492 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3493     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3494     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3495     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3496     value must be specified.
3497 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3498     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3499     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3500     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3501     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3502     operations on floating-point values are allowed).
3504 Other Values
3505 ============
3507 .. _inlineasmexprs:
3509 Inline Assembler Expressions
3510 ----------------------------
3512 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3513 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3514 represents the inline assembler as a template string (containing the
3515 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3516 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3517 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3518 stack conservatively.
3520 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3521 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3522 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3523 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3524 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3526 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3527 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3528 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3529 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3530 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3531 syntax known to LLVM.
3533 LLVM also supports a few more substitutions useful for writing inline assembly:
3535 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3536   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3537   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3538   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3539   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3540   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3541 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3542   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3543   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3544 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3545   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3546   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3547   relatively popular.
3549 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3550 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3551 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3552 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3553 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3554 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3555 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3556 assembly.
3558 An example inline assembler expression is:
3560 .. code-block:: llvm
3562     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3564 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3565 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3566 Thus, typically we have:
3568 .. code-block:: llvm
3570     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3572 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3573 marked as having side effects. This is done through the use of the
3574 '``sideeffect``' keyword, like so:
3576 .. code-block:: llvm
3578     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3580 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3581 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3582 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3583 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3584 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3585 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3587 .. code-block:: llvm
3589     call void asm alignstack "eieio", ""()
3591 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3592 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3593 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3594 the only supported dialects. An example is:
3596 .. code-block:: llvm
3598     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3600 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3601 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3602 keyword last.
3604 Inline Asm Constraint String
3605 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3607 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3608 more constraint codes.
3610 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3611 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3612 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3613 second, etc.
3615 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3616 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3617 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3618 clobbers. They cannot be intermingled.
3620 There are also three different categories of constraint codes:
3622 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3623   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3624   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3625 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3626   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3627   modes used by the target.
3628 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3629   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3630   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3631   proper range for the instruction you wish to use it with.
3633 Output constraints
3634 """"""""""""""""""
3636 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3637 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3638 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3639 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3640 below about indirect outputs).
3642 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3643 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3644 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3645 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3646 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3647 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3648 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3649 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3650 output).
3652 Input constraints
3653 """""""""""""""""
3655 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3656 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3657 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3658 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3659 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3660 contain the same value.
3662 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3663 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3664 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3665 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3666 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3667 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3668 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3669 constraint).
3671 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3672 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3673 (even when the other input has the same value).
3675 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3676 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3678 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3679 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3680 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3681 registers, and all of them passed to the inline asm.
3683 However, this feature is often not as useful as you might think.
3685 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3686 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3687 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3688 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3689 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3690 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3692 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3693 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3694 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3695 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3696 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3697 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3698 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3699 use)
3701 Indirect inputs and outputs
3702 """""""""""""""""""""""""""
3704 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3705 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3706 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3707 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3708 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3709 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3710 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3711 memory location, instead of just read from it).
3713 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3714 address of a variable as a value.
3716 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3717 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3718 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3719 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3720 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3721 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3722 optimization passes. I would recommend not using it.)
3725 Clobber constraints
3726 """""""""""""""""""
3728 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3729 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3730 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3731 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3732 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3733 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3734 output.
3736 Note that clobbering named registers that are also present in output
3737 constraints is not legal.
3740 Constraint Codes
3741 """"""""""""""""
3742 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3744 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3745 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3746 (e.g. "``{eax}``").
3748 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3749 GCC's constraint codes.
3751 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3752 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3753 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3755 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3756 inline asm constraint list:
3758 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3759    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3760    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3761    constraint list.
3763 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3764    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3765    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3766    constraint list will be chosen together.
3768 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3769 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3770 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3771 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3773 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3774 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3775 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3776 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3777 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3778 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3779 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3780 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3781 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3782 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3783 intended.)
3785 Supported Constraint Code List
3786 """"""""""""""""""""""""""""""
3788 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3789 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3790 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3791 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3793 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3795 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3796 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3797   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3798   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3799 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3800   immediate, or a relocatable value.
3801 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3802 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3803 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3804   useful to pass a label for an asm branch or call.
3806   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3807      block without telling llvm about the control transfer???)
3809 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3811 Other constraints are target-specific:
3813 AArch64:
3815 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3816 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3817   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3818 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3819   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3820 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3821   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3822 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3823   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3824 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3825   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3826   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3827   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3828 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3829   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3830 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3831   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3832   well.)
3833 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3834 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point, SIMD or SVE vector register.
3835 - ``x``: Like w, but restricted to registers 0 to 15 inclusive.
3836 - ``y``: Like w, but restricted to SVE vector registers Z0 to Z7 inclusive.
3837 - ``Upl``: One of the low eight SVE predicate registers (P0 to P7)
3838 - ``Upa``: Any of the SVE predicate registers (P0 to P15)
3840 AMDGPU:
3842 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3843 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3844 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3847 All ARM modes:
3849 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3850   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3851 - ``Te``: An even general-purpose 32-bit integer register: ``r0,r2,...,r12,r14``
3852 - ``To``: An odd general-purpose 32-bit integer register: ``r1,r3,...,r11``
3854 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3856 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3857 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3858 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3859 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3860   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3861   print the inverted value).
3862 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3863   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3864   value).
3865 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3866 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3867 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3868 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3869 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3870   as ``r``.
3871 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3872   invalid.
3873 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3874   ``s0-s31``, ``d0-d31``, or ``q0-q15``, respectively.
3875 - ``t``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3876   ``s0-s31``, ``d0-d15``, or ``q0-q7``, respectively.
3877 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3878   ``s0-s15``, ``d0-d7``, or ``q0-q3``, respectively.
3880 ARM's Thumb1 mode:
3882 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3883 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3884 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3885   some amount.
3886 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3887 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3888 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3889 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3890 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3891 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3892 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3893 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3894   ``s0-s31``, ``d0-d31``, or ``q0-q15``, respectively.
3895 - ``t``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3896   ``s0-s31``, ``d0-d15``, or ``q0-q7``, respectively.
3897 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register in the ranges
3898   ``s0-s15``, ``d0-d7``, or ``q0-q3``, respectively.
3901 Hexagon:
3903 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3904   at the moment.
3905 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3907 MSP430:
3909 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3911 MIPS:
3913 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3914 - ``J``: An immediate integer zero.
3915 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3916 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3917 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3918 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3919 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3920 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3921   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3922 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3923   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3924   ``m``.
3925 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3926   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3927 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3928 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3929   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3930   argument modifier for compatibility with GCC.
3931 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3932   ``25``).
3933 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3934 - ``x``: Invalid.
3936 NVPTX:
3938 - ``b``: A 1-bit integer register.
3939 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3940 - ``r``: A 32-bit integer register.
3941 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3942 - ``f``: A 32-bit float register.
3943 - ``d``: A 64-bit float register.
3946 PowerPC:
3948 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3949 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3950 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3951 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3952 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3953 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3954 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3955 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3956   constant.
3957 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3958   treated the same as ``m``.
3959 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3960 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3961   ``R1-R31``).
3962 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3963   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3964 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3965   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3966   altivec vector register (``V0-V31``).
3968   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3969      is supposed to only use the altivec vector registers?
3971 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3972 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3973 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3974   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3975 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3976   set.
3978 RISC-V:
3980 - ``A``: An address operand (using a general-purpose register, without an
3981   offset).
3982 - ``I``: A 12-bit signed integer immediate operand.
3983 - ``J``: A zero integer immediate operand.
3984 - ``K``: A 5-bit unsigned integer immediate operand.
3985 - ``f``: A 32- or 64-bit floating-point register (requires F or D extension).
3986 - ``r``: A 32- or 64-bit general-purpose register (depending on the platform
3987   ``XLEN``).
3989 Sparc:
3991 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3992 - ``r``: A 32-bit integer register.
3993 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3994   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3995 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3997 SystemZ:
3999 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
4000 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
4001 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
4002 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
4003 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
4004 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
4005   unsigned displacement.
4006 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
4007   unsigned displacement, and an index register.
4008 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
4009   signed displacement.
4010 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
4011   signed displacement, and an index register.
4012 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
4013 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
4014   address context evaluates as zero).
4015 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
4016   (LLVM-specific)
4017 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
4019 X86:
4021 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
4022 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
4023 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
4024 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
4025   0xffffffff.
4026 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
4027 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
4028 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
4029 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
4030 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
4031 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
4032 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4033   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
4034   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
4035 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
4036   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
4037 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
4038 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
4039   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
4040 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
4041 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
4042 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
4043   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
4044   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
4045   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
4046 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
4047 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
4048   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
4049   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
4050   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
4051   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
4052   statement.
4054 XCore:
4056 - ``r``: A 32-bit integer register.
4059 .. _inline-asm-modifiers:
4061 Asm template argument modifiers
4062 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4064 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
4065 "``${0:n}``".
4067 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
4068 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
4069 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
4070 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
4072 Target-independent:
4074 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
4075   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4076 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
4077   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4078 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4079   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4081 AArch64:
4083 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4084   instead of ``x30``, print ``w30``.
4085 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4086 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4087   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4088   ``v*``.
4090 AMDGPU:
4092 - ``r``: No effect.
4094 ARM:
4096 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4097   register).
4098 - ``P``: No effect.
4099 - ``q``: No effect.
4100 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4101   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4102 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4103   prefix.
4104 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4105 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4106   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4107 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4108   register of a two-register operand.
4109 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4110   register of a two-register operand.
4111 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4112   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4113   to ``R``.)
4115   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4116      of a two-register operand.
4118 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4119 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4120 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4121   adornment.
4123 Hexagon:
4125 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4126   has been allocated consecutively to the first.
4128   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4129      nothing that ensures that happens, is there?
4131 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4132   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4134 MSP430:
4136 No additional modifiers.
4138 MIPS:
4140 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4141 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4142 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4143 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4144 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4145 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4146   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4148   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4150 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4151   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4153   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4155 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4156   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4157   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4158   ``M``.)
4159 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4160   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4161   constraint.
4163 NVPTX:
4165 - ``r``: No effect.
4167 PowerPC:
4169 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4170   has been allocated consecutively to the first.
4172   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4173      nothing that ensures that happens, is there?
4175 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4176   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4177 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4178   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4179 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4180   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4181   always print nothing)
4182 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4183   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4185 Sparc:
4187 - ``r``: No effect.
4189 SystemZ:
4191 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4192 target-independent modifiers.
4194 X86:
4196 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4197   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4198 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4199 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4200   operand.
4201 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4202   memory operand.
4203 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4204   operand.
4205 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4206   operand.
4207 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4208   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4209 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4210   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4211   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4212   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4213 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4214 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4215   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4217 XCore:
4219 No additional modifiers.
4222 Inline Asm Metadata
4223 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4225 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4226 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4227 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4228 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4229 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4230 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4231 it. For example:
4233 .. code-block:: llvm
4235     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4236     ...
4237     !42 = !{ i32 1234567 }
4239 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4240 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4241 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4242 occurs on.
4244 .. _metadata:
4246 Metadata
4247 ========
4249 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4250 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4251 code generator. One example application of metadata is source-level
4252 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4254 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4255 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4257 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4259 .. _metadata-string:
4261 Metadata Nodes and Metadata Strings
4262 -----------------------------------
4264 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4265 contain any character by escaping non-printable characters with
4266 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4267 "``!"test\00"``".
4269 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4270 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4271 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4272 their operand. For example:
4274 .. code-block:: llvm
4276     !{ !"test\00", i32 10}
4278 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4280 .. code-block:: text
4282     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4284 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4285 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4286 when metadata operands change.
4288 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4289 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4290 example:
4292 .. code-block:: llvm
4294     !foo = !{!4, !3}
4296 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4297 intrinsic is using three metadata arguments:
4299 .. code-block:: llvm
4301     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4303 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4304 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4306 .. code-block:: llvm
4308     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4310 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4311 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4312 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4314 .. code-block:: llvm
4316     declare !dbg !22 void @f1()
4317     define void @f2() !dbg !22 {
4318       ret void
4319     }
4321     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4322     @g2 = external global i32, !dbg !22
4324 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4325 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4326 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4327 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4329 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4330 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4332 More information about specific metadata nodes recognized by the
4333 optimizers and code generator is found below.
4335 .. _specialized-metadata:
4337 Specialized Metadata Nodes
4338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4340 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4341 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4342 order.
4344 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4345 metadata nodes are related to debug info.
4347 .. _DICompileUnit:
4349 DICompileUnit
4350 """""""""""""
4352 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4353 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4354 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4355 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4356 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4357 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4358 more-accurate debug info for profiling results.
4360 .. code-block:: text
4362     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4363                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4364                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4365                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4366                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4368 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4369 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4370 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4371 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4372 and namespaces).
4374 .. _DIFile:
4376 DIFile
4377 """"""
4379 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4381 .. code-block:: none
4383     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4384                  checksumkind: CSK_MD5,
4385                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4387 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4388 for ``file:`` fields.
4389 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4391 .. _DIBasicType:
4393 DIBasicType
4394 """""""""""
4396 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4397 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4399 .. code-block:: text
4401     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4402                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4403     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4405 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4406 following:
4408 .. code-block:: text
4410   DW_ATE_address       = 1
4411   DW_ATE_boolean       = 2
4412   DW_ATE_float         = 4
4413   DW_ATE_signed        = 5
4414   DW_ATE_signed_char   = 6
4415   DW_ATE_unsigned      = 7
4416   DW_ATE_unsigned_char = 8
4418 .. _DISubroutineType:
4420 DISubroutineType
4421 """"""""""""""""
4423 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4424 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4425 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4426 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4428 .. code-block:: text
4430     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4431     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4432     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4434 .. _DIDerivedType:
4436 DIDerivedType
4437 """""""""""""
4439 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4440 qualified types.
4442 .. code-block:: text
4444     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4445                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4446     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4447                         align: 32)
4449 The following ``tag:`` values are valid:
4451 .. code-block:: text
4453   DW_TAG_member             = 13
4454   DW_TAG_pointer_type       = 15
4455   DW_TAG_reference_type     = 16
4456   DW_TAG_typedef            = 22
4457   DW_TAG_inheritance        = 28
4458   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4459   DW_TAG_const_type         = 38
4460   DW_TAG_friend             = 42
4461   DW_TAG_volatile_type      = 53
4462   DW_TAG_restrict_type      = 55
4463   DW_TAG_atomic_type        = 71
4465 .. _DIDerivedTypeMember:
4467 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4468 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4469 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4470 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4471 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4473 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4474 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4475 friends.
4477 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4479 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4480 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4481 are used to qualify the ``baseType:``.
4483 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4485 .. _DICompositeType:
4487 DICompositeType
4488 """""""""""""""
4490 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4491 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4493 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4494 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4495 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4496 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4497 ``scope:`` change uniquing rules.
4499 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4500 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4501 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4502 field, even if the nodes are ``distinct``.
4504 .. code-block:: text
4506     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4507     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4508     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4509     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4510                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4511                           elements: !{!0, !1, !2})
4513 The following ``tag:`` values are valid:
4515 .. code-block:: text
4517   DW_TAG_array_type       = 1
4518   DW_TAG_class_type       = 2
4519   DW_TAG_enumeration_type = 4
4520   DW_TAG_structure_type   = 19
4521   DW_TAG_union_type       = 23
4523 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4524 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4525 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4526 array type is a native packed vector.
4528 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4529 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4530 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4531 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4533 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4534 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4535 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4536 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4537 ``isDefinition: false``.
4539 .. _DISubrange:
4541 DISubrange
4542 """"""""""
4544 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4545 :ref:`DICompositeType`.
4547 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4548 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4549 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4551 .. code-block:: text
4553     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4554     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4555     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4557     ; Scopes used in rest of example
4558     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4559     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4560     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4562     ; Use of local variable as count value
4563     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4564     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4565     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4567     ; Use of global variable as count value
4568     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4569     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4571 .. _DIEnumerator:
4573 DIEnumerator
4574 """"""""""""
4576 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4577 variants of :ref:`DICompositeType`.
4579 .. code-block:: text
4581     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4582     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4583     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4585 DITemplateTypeParameter
4586 """""""""""""""""""""""
4588 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4589 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4590 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4592 .. code-block:: text
4594     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4596 DITemplateValueParameter
4597 """"""""""""""""""""""""
4599 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4600 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4601 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4602 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4603 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4605 .. code-block:: text
4607     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4609 DINamespace
4610 """""""""""
4612 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4614 .. code-block:: text
4616     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4618 .. _DIGlobalVariable:
4620 DIGlobalVariable
4621 """"""""""""""""
4623 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4625 .. code-block:: text
4627     @foo = global i32, !dbg !0
4628     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4629     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4630                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4631                            isDefinition: false, declaration: !5)
4634 DIGlobalVariableExpression
4635 """"""""""""""""""""""""""
4637 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4638 with a :ref:`DIExpression`.
4640 .. code-block:: text
4642     @lower = global i32, !dbg !0
4643     @upper = global i32, !dbg !1
4644     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4645              var: !2,
4646              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4647              )
4648     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4649              var: !2,
4650              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4651              )
4652     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4653                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4655 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4656 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4658 .. _DISubprogram:
4660 DISubprogram
4661 """"""""""""
4663 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4664 distinct ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using
4665 ``!dbg`` metadata. A unique ``DISubprogram`` may be attached to a function
4666 declaration used for call site debug info. The ``variables:`` field points at
4667 :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be retained, even if their IR
4668 counterparts are optimized out of the IR. The ``type:`` field must point at an
4669 :ref:`DISubroutineType`.
4671 .. _DISubprogramDeclaration:
4673 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4674 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4675 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4676 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4677 and ``scope:``.
4679 .. code-block:: text
4681     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4682       ...
4683     }
4685     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4686                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4687                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4688                                 containingType: !4,
4689                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4690                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4691                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4692                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4694 .. _DILexicalBlock:
4696 DILexicalBlock
4697 """"""""""""""
4699 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4700 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4701 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4702 fields.
4704 .. code-block:: text
4706     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4708 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4709 operands.
4711 .. _DILexicalBlockFile:
4713 DILexicalBlockFile
4714 """"""""""""""""""
4716 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4717 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4718 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4719 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4721 .. code-block:: text
4723     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4724     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4725     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4727 .. _DILocation:
4729 DILocation
4730 """"""""""
4732 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4733 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4734 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4736 .. code-block:: text
4738     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4740 .. _DILocalVariable:
4742 DILocalVariable
4743 """""""""""""""
4745 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4746 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4747 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4748 :ref:`DISubprogram`.
4750 .. code-block:: text
4752     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4753                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4754     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4755                           type: !3)
4756     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4758 .. _DIExpression:
4760 DIExpression
4761 """"""""""""
4763 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4764 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4765 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4766 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4767 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4768 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4769 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4771 The current supported opcode vocabulary is limited:
4773 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4774 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4775   them together and appends the result to the expression stack.
4776 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4777   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4778   expression stack.
4779 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4780 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4781   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4782   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4783   within the described source variable.
4784 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4785   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4786   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4787   that references a base type constructed from the supplied values.
4788 - ``DW_OP_LLVM_tag_offset, tag_offset`` specifies that a memory tag should be
4789   optionally applied to the pointer. The memory tag is derived from the
4790   given tag offset in an implementation-defined manner.
4791 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4792 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4793   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4794   address space identifier.
4795 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4796 - If an expression is marked with ``DW_OP_entry_value`` all register and
4797   memory read operations refer to the respective value at the function entry.
4798   The first operand of ``DW_OP_entry_value`` is the size of following
4799   DWARF expression.
4800   ``DW_OP_entry_value`` may appear after the ``LiveDebugValues`` pass.
4801   LLVM only supports entry values for function parameters
4802   that are unmodified throughout a function and that are described as
4803   simple register location descriptions.
4804   ``DW_OP_entry_value`` may also appear after the ``AsmPrinter`` pass when
4805   a call site parameter value (``DW_AT_call_site_parameter_value``)
4806   is represented as entry value of the parameter.
4807 - ``DW_OP_breg`` (or ``DW_OP_bregx``) represents a content on the provided
4808   signed offset of the specified register. The opcode is only generated by the
4809   ``AsmPrinter`` pass to describe call site parameter value which requires an
4810   expression over two registers.
4812 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4813 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4814 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4815 change over the course of the program. Register and memory location
4816 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4817 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4818 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4819 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4821 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4822 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4823 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4824 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4826 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4827 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4828 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4829 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4830 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4831 valid debug intrinsic.
4833 .. note::
4835    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4836    debug intrinsic it's attached to.
4838 .. code-block:: text
4840     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4841     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4842     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4843     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4844     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4845     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4846     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4848 DIFlags
4849 """""""""""""""
4851 These flags encode various properties of DINodes.
4853 The `ArgumentNotModified` flag marks a function argument whose value
4854 is not modified throughout of a function. This flag is used to decide
4855 whether a DW_OP_entry_value can be used in a location description
4856 after the function prologue. The language frontend is expected to compute
4857 this property for each DILocalVariable. The flag should be used
4858 only in optimized code.
4860 The `ExportSymbols` flag marks a class, struct or union whose members
4861 may be referenced as if they were defined in the containing class or
4862 union. This flag is used to decide whether the DW_AT_export_symbols can
4863 be used for the structure type.
4865 DIObjCProperty
4866 """"""""""""""
4868 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4870 .. code-block:: text
4872     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4873                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4875 DIImportedEntity
4876 """"""""""""""""
4878 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4879 compile unit.
4881 .. code-block:: text
4883    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4884                           entity: !1, line: 7)
4886 DIMacro
4887 """""""
4889 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4890 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4891 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4892 used to expand the macro identifier.
4894 .. code-block:: text
4896    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4897                  value: "((x) + 1)")
4898    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4900 DIMacroFile
4901 """""""""""
4903 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4904 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4905 appear in the included source file.
4907 .. code-block:: text
4909    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4910                      nodes: !3)
4912 '``tbaa``' Metadata
4913 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4915 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4916 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4917 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4918 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4919 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4921 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4922 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4923 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4924 encoding of various entities.
4926 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4927 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4928 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4929 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4930 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4932 .. _tbaa_node_semantics:
4934 Semantics
4935 """""""""
4937 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4938 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4939 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4940 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4942 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4943 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4944 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4945 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4946 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4947 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4948 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4949 or scalar type descriptors.
4951 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4952 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4953 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4954 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4955 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4956 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4958 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4959 things:
4961  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4962    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4963    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4965  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4966    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4967    access with scalar type ``AccessTy``.
4969 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4970 tuples this way:
4972  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4973    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4974    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4975    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4977  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4978    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4979    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4980    to be relative within that inner type.
4982 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4983 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4984 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4985 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4987 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4989 .. code-block:: c
4991     struct Inner {
4992       int i;    // offset 0
4993       float f;  // offset 4
4994     };
4996     struct Outer {
4997       float f;  // offset 0
4998       double d; // offset 4
4999       struct Inner inner_a;  // offset 12
5000     };
5002     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
5003       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
5004       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
5005       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
5006       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
5007     }
5009 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
5010 type):
5012 .. code-block:: text
5014     Root = "TBAA Root"
5015     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
5016     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
5017     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
5018     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
5019     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
5020     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
5021                      (InnerStructTy, 12)}
5024 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
5025 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
5026 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
5028 .. _tbaa_node_representation:
5030 Representation
5031 """"""""""""""
5033 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
5034 with exactly one ``MDString`` operand.
5036 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
5037 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
5038 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
5039 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
5040 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
5041 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
5042 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
5043 constant integer zero.
5045 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
5046 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
5047 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
5048 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
5049 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
5050 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
5051 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
5052 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
5053 must be in non-decreasing order.
5055 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
5056 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
5057 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
5058 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
5059 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
5060 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
5061 that the location being accessed is "constant" (meaning
5062 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
5063 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
5064 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
5065 that is the TBAA root of the access tag.
5067 '``tbaa.struct``' Metadata
5068 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5070 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
5071 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
5072 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
5073 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
5074 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
5075 of the aggregate.
5077 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
5078 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
5080 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
5081 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
5082 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
5083 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
5084 its tbaa tag. e.g.:
5086 .. code-block:: llvm
5088     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
5090 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
5091 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
5092 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
5094 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
5095 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
5096 does not carry useful data and need not be preserved.
5098 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
5099 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5101 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
5102 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
5103 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
5104 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
5105 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
5106 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
5107 a domain.
5109 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
5110 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
5111 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
5112 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
5113 alias.
5115 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5116 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5117 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5118 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5119 function is inlined.
5121 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5122 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5123 string then it can be combined across functions and translation units. A
5124 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5125 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5127 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5128 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5129 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5130 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5131 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5132 optionally be provided as a third list entry.
5134 For example,
5136 .. code-block:: llvm
5138     ; Two scope domains:
5139     !0 = !{!0}
5140     !1 = !{!1}
5142     ; Some scopes in these domains:
5143     !2 = !{!2, !0}
5144     !3 = !{!3, !0}
5145     !4 = !{!4, !1}
5147     ; Some scope lists:
5148     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5149     !6 = !{!4, !3, !2}
5150     !7 = !{!3}
5152     ; These two instructions don't alias:
5153     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5154     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5156     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5157     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5158     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5159     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5161     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5162     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5163     ; !alias.scope list):
5164     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5165     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5167 '``fpmath``' Metadata
5168 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5170 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5171 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5172 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5173 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5174 it. ULP is defined as follows:
5176     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5177     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5178     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5179     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5180     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5182 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5183 representing the maximum relative error, for example:
5185 .. code-block:: llvm
5187     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5189 .. _range-metadata:
5191 '``range``' Metadata
5192 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5194 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5195 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5196 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5197 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5198 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5199 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5200 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5202 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5203 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5204 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5205 -  The range is allowed to wrap.
5206 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5207    ``a!=b``.
5209 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5210 they must be non-contiguous.
5212 Examples:
5214 .. code-block:: llvm
5216       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5217       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5218       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5219       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5220              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5221     ...
5222     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5223     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5224     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5225     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5227 '``absolute_symbol``' Metadata
5228 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5230 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5231 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5232 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5233 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5234 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5235 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5236 may be used to represent the full set.
5238 Example (assuming 64-bit pointers):
5240 .. code-block:: llvm
5242       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5243       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5245     ...
5246     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5247     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5249 '``callees``' Metadata
5250 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5252 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5253 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5254 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5255 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5256 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5257 ``add`` or ``sub`` functions:
5259 .. code-block:: llvm
5261     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5263     ...
5264     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5266 '``callback``' Metadata
5267 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5269 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5270 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5271 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5272 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5273 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5274 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5275 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5276 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5277 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5278 pass-through to the callback function.
5280 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5281 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5282 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5283 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5284 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5285 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5286 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5287 callback callee invocation to a different thread.
5289 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5290 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5291 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5292 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5293 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5294 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5295 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5296 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5297 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5298 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5299 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5300 arguments encoded explicitly before.
5302 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5303 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5304 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5305 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5306 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5307 broker function (``i64 3``).
5309 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5310    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5311    have misc.highlighting_failure set?
5313 .. code-block:: text
5315     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5317     ...
5318     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5319     !1 = !{!2}
5321 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5322 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5323 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5324 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5325 final ``i1 true``).
5327 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5328    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5329    have misc.highlighting_failure set?
5331 .. code-block:: text
5333     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5335     ...
5336     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5337     !0 = !{!1}
5340 '``unpredictable``' Metadata
5341 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5343 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5344 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5345 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5346 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5347 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5348 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5350 .. _md_dereferenceable:
5352 '``dereferenceable``' Metadata
5353 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5355 The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
5356 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
5357 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5358 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
5359 attribute on parameters and return values.
5361 .. _md_dereferenceable_or_null:
5363 '``dereferenceable_or_null``' Metadata
5364 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5366 The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
5367 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
5368 dereferenceable or null.
5369 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
5370 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
5371 attribute on parameters and return values.
5373 .. _llvm.loop:
5375 '``llvm.loop``'
5376 ^^^^^^^^^^^^^^^
5378 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5379 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5380 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5381 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5382 specified with the name ``llvm.loop``.
5384 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5385 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5386 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5387 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5388 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5389 constructs:
5391 .. code-block:: llvm
5393     !0 = !{!0}
5394     !1 = !{!1}
5396 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5397 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5398 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5399 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5401 .. code-block:: llvm
5403       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5404     ...
5405     !0 = !{!0, !1}
5406     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5408 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5409 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5411 This metadata disables all optional loop transformations unless
5412 explicitly instructed using other transformation metadata such as
5413 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5414 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5415 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5416 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5417 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5418 as loop rotation are still applied.
5420 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5421 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5422 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5423 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5424 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5426 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5428 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5429 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5431 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5432 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5433 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5434 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5435 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5436 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5437 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5438 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5439 in determining the safety of these transformations.
5441 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5442 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5444 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5445 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5446 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5447 example:
5449 .. code-block:: llvm
5451    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5453 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5454 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5455 then the interleave count will be determined automatically.
5457 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5458 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5460 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5461 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5462 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5463 0 disables vectorization:
5465 .. code-block:: llvm
5467    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5468    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5470 '``llvm.loop.vectorize.predicate.enable``' Metadata
5471 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5473 This metadata selectively enables or disables creating predicated instructions
5474 for the loop, which can enable folding of the scalar epilogue loop into the
5475 main loop. The first operand is the string
5476 ``llvm.loop.vectorize.predicate.enable`` and the second operand is a bit. If
5477 the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of 0 disables
5478 vectorization:
5480 .. code-block:: llvm
5482    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 0}
5483    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.predicate.enable", i1 1}
5485 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5486 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5488 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5489 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5490 operand is an integer specifying the width. For example:
5492 .. code-block:: llvm
5494    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5496 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5497 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5498 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5499 determined automatically.
5501 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5502 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5504 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5505 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5507 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5508 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5510 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5511 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5512 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5513 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5514 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5515 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5517 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5518 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5520 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5521 epilogue loop.
5522 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5524 '``llvm.loop.unroll``'
5525 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5527 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5528 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5529 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5530 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5531 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5532 optimizer believes it is safe to do so.
5534 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5535 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5537 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5538 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5539 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5540 example:
5542 .. code-block:: llvm
5544    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5546 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5547 will be partially unrolled.
5549 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5550 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5552 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5553 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5555 .. code-block:: llvm
5557    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5559 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5560 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5562 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5563 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5565 .. code-block:: llvm
5567    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5569 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5570 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5572 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5573 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5574 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5575 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5577 .. code-block:: llvm
5579    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5581 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5582 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5584 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5585 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5586 For example:
5588 .. code-block:: llvm
5590    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5592 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5593 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5595 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5596 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5598 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5599 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5601 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5602 partial/runtime unrolling will have. See
5603 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5605 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5606 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5608 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5609 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5610 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5611 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5612 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5613 too.)
5615 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5616 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5617 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5618 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5619 and the normal safety checks will still be performed.
5621 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5622 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5624 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5625 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5626 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5627 specifying the unroll factor. For example:
5629 .. code-block:: llvm
5631    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5633 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5634 will be partially unroll and jammed.
5636 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5637 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5639 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5640 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5642 .. code-block:: llvm
5644    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5646 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5647 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5649 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5650 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5651 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5652 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5654 .. code-block:: llvm
5656    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5658 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5659 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5661 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5662 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5663 details.
5665 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5666 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5668 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5669 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5670 details.
5672 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5673 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5675 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5676 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5677 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5678 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5680 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5681 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5683 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5684 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5685 can be multiple inner remainder loops. See
5686 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5688 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5691 Attributes specified in the metadata is added to all
5692 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5693 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5695 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5696 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5698 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5699 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5700 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5702 .. code-block:: llvm
5704    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5706 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5707 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5709 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5710 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5711 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5712 dependencies into their own loop.
5714 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5715 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5716 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5717 enabled. A value of 0 disables distribution:
5719 .. code-block:: llvm
5721    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5722    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5724 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5725 identification metadata.
5727 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5730 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5731 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5732 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5734 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5735 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5737 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5738 memory dependencies will have. See
5739 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5741 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5742 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5744 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5745 the non-distributed fallback version will have. See
5746 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5748 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5751 The attributes in this metadata is added to all followup loops of the
5752 loop distribution pass. See
5753 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5755 '``llvm.licm.disable``' Metadata
5756 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5758 This metadata indicates that loop-invariant code motion (LICM) should not be
5759 performed on this loop. The metadata has a single operand which is the string
5760 ``llvm.licm.disable``. For example:
5762 .. code-block:: llvm
5764    !0 = !{!"llvm.licm.disable"}
5766 Note that although it operates per loop it isn't given the llvm.loop prefix
5767 as it is not affected by the ``llvm.loop.disable_nonforced`` metadata.
5769 '``llvm.access.group``' Metadata
5770 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5772 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5773 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5774 node, which we call access group. This node represents all memory access
5775 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5776 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5777 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5779 .. code-block:: llvm
5781    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5782    ...
5783    !0 = !{!1, !2}
5784    !1 = distinct !{}
5785    !2 = distinct !{}
5787 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5788 with an access group.
5790 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5791 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5792 always be empty which can be used to distinguish an access group
5793 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5794 situation that the content must be updated which, because metadata is
5795 immutable by design, would required finding and updating all references
5796 to the access group node.
5798 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5799 without pointing to it directly (which is not possible in global
5800 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5801 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5803 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5806 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5807 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5808 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5809 in the loop with this metadata.
5811 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5812 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5813 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5814 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5815 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5816 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5817 considered having this property if at least one of the access groups
5818 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5820 If all memory-accessing instructions in a loop have
5821 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5822 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5823 parallel loop.
5825 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5826 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5827 not be considered trivially parallel. Additional
5828 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5829 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5830 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5831 insert new memory instructions into the loop body).
5833 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5834 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5835 metadata types.
5837 .. code-block:: llvm
5839    for.body:
5840      ...
5841      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5842      ...
5843      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5844      ...
5845      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5847    for.end:
5848    ...
5849    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5850    !1 = distinct !{}
5852 It is also possible to have nested parallel loops:
5854 .. code-block:: llvm
5856    outer.for.body:
5857      ...
5858      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5859      ...
5860      br label %inner.for.body
5862    inner.for.body:
5863      ...
5864      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5865      ...
5866      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5867      ...
5868      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5870    inner.for.end:
5871      ...
5872      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5873      ...
5874      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5876    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5877    ...
5878    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5879    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5880    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5881    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5883 '``irr_loop``' Metadata
5884 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5886 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5887 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5888 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5889 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5890 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5891 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5892 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5893 the irreducible loop) of 100:
5895 .. code-block:: llvm
5897     header0:
5898     ...
5899     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5901     ...
5902     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5904 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5906 .. _md_invariant.group:
5908 '``invariant.group``' Metadata
5909 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5911 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5912 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5913 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5914 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5915 can be assumed to load or store the same
5916 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5917 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5918 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5920 Examples:
5922 .. code-block:: llvm
5924    @unknownPtr = external global i8
5925    ...
5926    %ptr = alloca i8
5927    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5928    call void @foo(i8* %ptr)
5930    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5931    call void @foo(i8* %ptr)
5933    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5934    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5936    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5937    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5939    call void @foo(i8* %ptr)
5940    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5941    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5943    ...
5944    declare void @foo(i8*)
5945    declare i8* @getPointer(i8*)
5946    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5948    !0 = !{}
5950 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5951 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5952 to the SSA value of the pointer operand.
5954 .. code-block:: llvm
5956   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5957   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5958   %v = load i8, i8* %y
5960 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5961 change in the future.
5963 '``type``' Metadata
5964 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5966 See :doc:`TypeMetadata`.
5968 '``associated``' Metadata
5969 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5971 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5972 declaration with a single argument that references another global object.
5974 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5975 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5976 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5977 metadata may also:
5979 - Be in a comdat with the referenced global.
5980 - Be in @llvm.compiler.used.
5981 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5983 It does not have any effect on non-ELF targets.
5985 Example:
5987 .. code-block:: text
5989     $a = comdat any
5990     @a = global i32 1, comdat $a
5991     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5992     !0 = !{i32* @a}
5995 '``prof``' Metadata
5996 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5998 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5999 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
6000 type. There are currently 3 types:
6001 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
6002 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
6003 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
6005 .. _prof_node_branch_weights:
6007 branch_weights
6008 """"""""""""""
6010 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
6011 represents the likeliness of the associated branch being taken.
6012 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6014 .. _prof_node_function_entry_count:
6016 function_entry_count
6017 """"""""""""""""""""
6019 Function entry count metadata can be attached to function definitions
6020 to record the number of times the function is called. Used with BFI
6021 information, it is also used to derive the basic block profile count.
6022 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
6024 .. _prof_node_VP:
6029 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
6030 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
6031 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
6032 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
6034 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
6035 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
6036 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
6037 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
6038 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
6039 of the callee function name, and for memory operations each value is the
6040 byte length.
6042 Note that the value counts do not need to add up to the total count
6043 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
6044 are tracked and reported).
6046 Indirect call example:
6048 .. code-block:: llvm
6050     call void %f(), !prof !1
6051     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
6053 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
6054 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
6055 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
6056 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
6057 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
6058 operands give the execution count that each of the respective prior target
6059 functions was called.
6061 Module Flags Metadata
6062 =====================
6064 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
6065 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
6066 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
6067 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
6068 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
6069 look it up.
6071 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
6072 Each triplet has the following form:
6074 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
6075    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
6076    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
6077    described below.
6078 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
6079    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
6080    including entries with the **Require** behavior).
6081 -  The third element is the value of the flag.
6083 When two (or more) modules are merged together, the resulting
6084 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
6085 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
6086 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
6087 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
6088 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
6090 The following behaviors are supported:
6092 .. list-table::
6093    :header-rows: 1
6094    :widths: 10 90
6096    * - Value
6097      - Behavior
6099    * - 1
6100      - **Error**
6101            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
6102            is that of the operands.
6104    * - 2
6105      - **Warning**
6106            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
6107            operand for the flag from the first module being linked.
6109    * - 3
6110      - **Require**
6111            Adds a requirement that another module flag be present and have a
6112            specified value after linking is performed. The value must be a
6113            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
6114            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
6115            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
6116            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
6117            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
6119    * - 4
6120      - **Override**
6121            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
6122            other module. If both modules specify **Override**, but the values
6123            differ, an error will be emitted.
6125    * - 5
6126      - **Append**
6127            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
6129    * - 6
6130      - **AppendUnique**
6131            Appends the two values, which are required to be metadata
6132            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
6133            during the append operation.
6135    * - 7
6136      - **Max**
6137            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
6139 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
6140 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
6141 value) or **Override**.
6143 An example of module flags:
6145 .. code-block:: llvm
6147     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
6148     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
6149     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
6150     !3 = !{ i32 3, !"qux",
6151       !{
6152         !"foo", i32 1
6153       }
6154     }
6155     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
6157 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
6158    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
6159    values are not equal.
6161 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
6162    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
6163    '37'.
6165 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
6166    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
6167    warning if their values are not equal.
6169 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6171    ::
6173        !{ !"foo", i32 1 }
6175    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6176    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6177    performed.
6179 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6180 ----------------------------------------------------
6182 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6183 collection in a special section called "image info". The metadata
6184 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6185 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6186 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6187 be merged rather than appended together.
6189 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6190 following key-value pairs:
6192 .. list-table::
6193    :header-rows: 1
6194    :widths: 30 70
6196    * - Key
6197      - Value
6199    * - ``Objective-C Version``
6200      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6202    * - ``Objective-C Image Info Version``
6203      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6204        always 0.
6206    * - ``Objective-C Image Info Section``
6207      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6208        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6209        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6210        Objective-C ABI version 2.
6212    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6213      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6214        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6215        collection supported.
6217    * - ``Objective-C GC Only``
6218      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6219        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6220        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6222 Some important flag interactions:
6224 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6225    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6226    2, then the resulting module has the
6227    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6228 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6229    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6231 C type width Module Flags Metadata
6232 ----------------------------------
6234 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6235 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6236 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6237 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6238 width.
6240 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6241 flags metadata, using the following key-value pairs:
6243 .. list-table::
6244    :header-rows: 1
6245    :widths: 30 70
6247    * - Key
6248      - Value
6250    * - short_wchar
6251      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6252        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6254    * - short_enum
6255      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6256        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6257          represent all of its values.
6259 For example, the following metadata section specifies that the module was
6260 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6261 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6263     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6264     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6265     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6267 Automatic Linker Flags Named Metadata
6268 =====================================
6270 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6271 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6272 allow source files to contain linker command line options, and have these
6273 automatically be transmitted to the linker via object files.
6275 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6276 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6277 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6278 list of metadata strings defining linker options.
6280 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6281 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6282 framework::
6284     !0 = !{ !"-lz" }
6285     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6286     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6288 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6289 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6290 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6291 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6292 assembly writer or object file emitter.
6294 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6295 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6296 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6298 Dependent Libs Named Metadata
6299 =============================
6301 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6302 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6303 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6304 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6305 linker via object files.
6307 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6308 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6309 which should contain a single string operand.
6311 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6313     !0 = !{!"a library specifier"}
6314     !1 = !{!"another library specifier"}
6315     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6317 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6318 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6320 .. _summary:
6322 ThinLTO Summary
6323 ===============
6325 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6326 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6327 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6328 in syntax by a caret ('``^``').
6330 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6331 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6332 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6333 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6334 input file).
6336 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6337 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6338 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6339 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6340 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6341 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6342 before feeding into thin link tools for now).
6344 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6345 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6346 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6347 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6349 .. _module_path_summary:
6351 Module Path Summary Entry
6352 -------------------------
6354 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6355 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6356 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6357 one module path entry per linked module with summary.
6359 Example:
6361 .. code-block:: text
6363     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6365 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6366 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6367 incremental builds and caching.
6369 .. _gv_summary:
6371 Global Value Summary Entry
6372 --------------------------
6374 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6375 referenced by a summarized module.
6377 Example:
6379 .. code-block:: text
6381     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6383 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6384 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6385 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6386 for symbols with weak linkage.
6388 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6389 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6390 :ref:`alias<alias_summary>`.
6392 .. _function_summary:
6394 Function Summary
6395 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6397 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6399 .. code-block:: text
6401     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6403 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6404 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6405 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6406 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6407 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6408 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6409 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6410 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6411 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6413 .. _variable_summary:
6415 Global Variable Summary
6416 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6418 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6420 .. code-block:: text
6422     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6424 The variable entry contains a subset of the fields in a
6425 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6427 .. _alias_summary:
6429 Alias Summary
6430 ^^^^^^^^^^^^^
6432 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6434 .. code-block:: text
6436     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6438 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6439 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6440 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6442 .. _funcflags_summary:
6444 Function Flags
6445 ^^^^^^^^^^^^^^
6447 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6449 .. code-block:: text
6451     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6453 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6454 ``0``.
6456 .. _calls_summary:
6458 Calls
6459 ^^^^^
6461 The optional ``Calls`` field looks like:
6463 .. code-block:: text
6465     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6467 where each ``Callee`` looks like:
6469 .. code-block:: text
6471     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6473 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6474 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6475 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6476 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6477 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6479 .. _refs_summary:
6481 Refs
6482 ^^^^
6484 The optional ``Refs`` field looks like:
6486 .. code-block:: text
6488     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6490 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6491 value (e.g. ``^1``).
6493 .. _typeidinfo_summary:
6495 TypeIdInfo
6496 ^^^^^^^^^^
6498 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6499 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6500 looks like:
6502 .. code-block:: text
6504     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6506 These optional fields have the following forms:
6508 TypeTests
6509 """""""""
6511 .. code-block:: text
6513     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6515 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6516 by summary id or ``GUID``.
6518 TypeTestAssumeVCalls
6519 """"""""""""""""""""
6521 .. code-block:: text
6523     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6525 Where each VFuncId has the format:
6527 .. code-block:: text
6529     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6531 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6532 by summary id or ``GUID`` preceded by a ``guid:`` tag.
6534 TypeCheckedLoadVCalls
6535 """""""""""""""""""""
6537 .. code-block:: text
6539     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6541 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6543 TypeTestAssumeConstVCalls
6544 """""""""""""""""""""""""
6546 .. code-block:: text
6548     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6550 Where each ConstVCall has the format:
6552 .. code-block:: text
6554     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6556 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6557 and each Arg is an integer argument number.
6559 TypeCheckedLoadConstVCalls
6560 """"""""""""""""""""""""""
6562 .. code-block:: text
6564     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6566 Where each ConstVCall has the format described for
6567 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6569 .. _typeid_summary:
6571 Type ID Summary Entry
6572 ---------------------
6574 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6575 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6576 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6577 so these are only present in a combined summary index.
6579 Example:
6581 .. code-block:: text
6583     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6585 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6586 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6587 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6588 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6589 field that looks like:
6591 .. code-block:: text
6593     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6595 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6596 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6598 .. code-block:: text
6600     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6601     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6602     wpdRes: (kind: indir)
6604 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6605 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6607 .. code-block:: text
6609     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6611 where ResByArg is:
6613 .. code-block:: text
6615     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6617 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6618 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6619 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6620 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6621 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6622 not support the use of absolute symbols to store constants.
6624 .. _intrinsicglobalvariables:
6626 Intrinsic Global Variables
6627 ==========================
6629 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6630 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6631 All globals of this sort should have a section specified as
6632 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6633 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6635 .. _gv_llvmused:
6637 The '``llvm.used``' Global Variable
6638 -----------------------------------
6640 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6641 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6642 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6643 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6644 use of it is:
6646 .. code-block:: llvm
6648     @X = global i8 4
6649     @Y = global i32 123
6651     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6652        i8* @X,
6653        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6654     ], section "llvm.metadata"
6656 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6657 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6658 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6659 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6660 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6661 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6662 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6664 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6665 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6666 molesting the symbol.
6668 .. _gv_llvmcompilerused:
6670 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6671 --------------------------------------------
6673 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6674 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6675 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6676 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6677 by ``@llvm.used``.
6679 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6680 and should not be exposed to source languages.
6682 .. _gv_llvmglobalctors:
6684 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6685 -------------------------------------------
6687 .. code-block:: llvm
6689     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6690     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6692 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6693 functions, priorities, and an associated global or function.
6694 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6695 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6696 functions with the same priority is not defined.
6698 If the third field is non-null, and points to a global variable
6699 or function, the initializer function will only run if the associated
6700 data from the current module is not discarded.
6702 .. _llvmglobaldtors:
6704 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6705 -------------------------------------------
6707 .. code-block:: llvm
6709     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6710     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6712 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6713 functions, priorities, and an associated global or function.
6714 The functions referenced by this array will be called in descending
6715 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6716 order of functions with the same priority is not defined.
6718 If the third field is non-null, and points to a global variable
6719 or function, the destructor function will only run if the associated
6720 data from the current module is not discarded.
6722 Instruction Reference
6723 =====================
6725 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6726 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6727 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6728 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6729 :ref:`other instructions <otherops>`.
6731 .. _terminators:
6733 Terminator Instructions
6734 -----------------------
6736 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6737 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6738 block should be executed after the current block is finished. These
6739 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6740 control flow, not values (the one exception being the
6741 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6743 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6744 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6745 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6746 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6747 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6748 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6749 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6750 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6752 .. _i_ret:
6754 '``ret``' Instruction
6755 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6757 Syntax:
6758 """""""
6762       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6763       ret void                 ; Return from void function
6765 Overview:
6766 """""""""
6768 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6769 a value) from a function back to the caller.
6771 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6772 value and then causes control flow, and one that just causes control
6773 flow to occur.
6775 Arguments:
6776 """"""""""
6778 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6779 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6780 class <t_firstclass>`' type.
6782 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6783 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6784 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6785 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6786 value.
6788 Semantics:
6789 """"""""""
6791 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6792 the calling function's context. If the caller is a
6793 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6794 instruction after the call. If the caller was an
6795 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6796 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6797 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6798 value.
6800 Example:
6801 """"""""
6803 .. code-block:: llvm
6805       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6806       ret void                        ; Return from a void function
6807       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6809 .. _i_br:
6811 '``br``' Instruction
6812 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6814 Syntax:
6815 """""""
6819       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6820       br label <dest>          ; Unconditional branch
6822 Overview:
6823 """""""""
6825 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6826 different basic block in the current function. There are two forms of
6827 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6828 unconditional branch.
6830 Arguments:
6831 """"""""""
6833 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6834 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6835 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6837 Semantics:
6838 """"""""""
6840 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6841 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6842 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6843 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6845 Example:
6846 """"""""
6848 .. code-block:: llvm
6850     Test:
6851       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6852       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6853     IfEqual:
6854       ret i32 1
6855     IfUnequal:
6856       ret i32 0
6858 .. _i_switch:
6860 '``switch``' Instruction
6861 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6863 Syntax:
6864 """""""
6868       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6870 Overview:
6871 """""""""
6873 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6874 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6875 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6876 destinations.
6878 Arguments:
6879 """"""""""
6881 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6882 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6883 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6884 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6886 Semantics:
6887 """"""""""
6889 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6890 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6891 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6892 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6893 to the default destination.
6895 Implementation:
6896 """""""""""""""
6898 Depending on properties of the target machine and the particular
6899 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6900 different ways. For example, it could be generated as a series of
6901 chained conditional branches or with a lookup table.
6903 Example:
6904 """"""""
6906 .. code-block:: llvm
6908      ; Emulate a conditional br instruction
6909      %Val = zext i1 %value to i32
6910      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6912      ; Emulate an unconditional br instruction
6913      switch i32 0, label %dest [ ]
6915      ; Implement a jump table:
6916      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6917                                          i32 1, label %onone
6918                                          i32 2, label %ontwo ]
6920 .. _i_indirectbr:
6922 '``indirectbr``' Instruction
6923 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6925 Syntax:
6926 """""""
6930       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6932 Overview:
6933 """""""""
6935 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6936 label within the current function, whose address is specified by
6937 "``address``". Address must be derived from a
6938 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6940 Arguments:
6941 """"""""""
6943 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6944 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6945 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6946 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6948 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6949 accurate understanding of the CFG.
6951 Semantics:
6952 """"""""""
6954 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6955 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6956 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6957 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6959 Implementation:
6960 """""""""""""""
6962 This is typically implemented with a jump through a register.
6964 Example:
6965 """"""""
6967 .. code-block:: llvm
6969      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6971 .. _i_invoke:
6973 '``invoke``' Instruction
6974 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6976 Syntax:
6977 """""""
6981       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6982                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6984 Overview:
6985 """""""""
6987 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6988 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6989 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6990 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6991 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6992 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6993 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6994 nearest "exception" label.
6996 The '``exception``' label is a `landing
6997 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6998 '``exception``' label is required to have the
6999 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
7000 information about the behavior of the program after unwinding happens,
7001 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
7002 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
7003 instruction, so that the important information contained within the
7004 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
7006 Arguments:
7007 """"""""""
7009 This instruction requires several arguments:
7011 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7012    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7013    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7014 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7015    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7016    are valid here.
7017 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7018    of the called function. If it is not specified, the program address space
7019    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7020 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7021    type of the return value. Functions that return no value are marked
7022    ``void``.
7023 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
7024    argument types must match the types implied by this signature. This
7025    type can be omitted if the function is not varargs.
7026 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7027    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
7028    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7029    to function value.
7030 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7031    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7032    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7033    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7034    extra arguments can be specified.
7035 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7036    executes a '``ret``' instruction.
7037 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
7038    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
7039    mechanism.
7040 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7041 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7043 Semantics:
7044 """"""""""
7046 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7047 instruction in most regards. The primary difference is that it
7048 establishes an association with a label, which is used by the runtime
7049 library to unwind the stack.
7051 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
7052 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
7053 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
7054 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
7056 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
7057 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
7058 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
7059 return value is available.
7061 Example:
7062 """"""""
7064 .. code-block:: llvm
7066       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
7067                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7068       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
7069                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
7071 .. _i_callbr:
7073 '``callbr``' Instruction
7074 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7076 Syntax:
7077 """""""
7081       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
7082                     [operand bundles] to label <normal label> [other labels]
7084 Overview:
7085 """""""""
7087 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
7088 function, with the possibility of control flow transfer to either the
7089 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
7091 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
7092 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
7094 Arguments:
7095 """"""""""
7097 This instruction requires several arguments:
7099 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
7100    convention <callingconv>` the call should use. If none is
7101    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7102 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7103    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7104    are valid here.
7105 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7106    of the called function. If it is not specified, the program address space
7107    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7108 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7109    type of the return value. Functions that return no value are marked
7110    ``void``.
7111 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
7112    argument types must match the types implied by this signature. This
7113    type can be omitted if the function is not varargs.
7114 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7115    be called. In most cases, this is a direct function call, but
7116    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7117    to function value.
7118 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7119    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7120    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7121    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7122    extra arguments can be specified.
7123 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7124    executes a '``ret``' instruction.
7125 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
7126    to a location other than the normal '``normal label``'. The blockaddress
7127    constant for these should also be in the list of '``function args``'.
7128 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7129 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7131 Semantics:
7132 """"""""""
7134 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7135 instruction in most regards. The primary difference is that it
7136 establishes an association with additional labels to define where control
7137 flow goes after the call.
7139 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
7140 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
7141 assembly to jump to.
7143 Example:
7144 """"""""
7146 .. code-block:: text
7148       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
7149                   to label %normal [label %fail]
7151 .. _i_resume:
7153 '``resume``' Instruction
7154 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7156 Syntax:
7157 """""""
7161       resume <type> <value>
7163 Overview:
7164 """""""""
7166 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
7167 successors.
7169 Arguments:
7170 """"""""""
7172 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7173 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7174 function.
7176 Semantics:
7177 """"""""""
7179 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7180 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7181 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7183 Example:
7184 """"""""
7186 .. code-block:: llvm
7188       resume { i8*, i32 } %exn
7190 .. _i_catchswitch:
7192 '``catchswitch``' Instruction
7193 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7195 Syntax:
7196 """""""
7200       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7201       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7203 Overview:
7204 """""""""
7206 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7207 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7208 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7210 Arguments:
7211 """"""""""
7213 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7214 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7215 this operand may be the token ``none``.
7217 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7218 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7219 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7220 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7222 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7223 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7225 Semantics:
7226 """"""""""
7228 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7229 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7230 present.
7232 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7233 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7234 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7236 Example:
7237 """"""""
7239 .. code-block:: text
7241     dispatch1:
7242       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7243     dispatch2:
7244       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7246 .. _i_catchret:
7248 '``catchret``' Instruction
7249 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7251 Syntax:
7252 """""""
7256       catchret from <token> to label <normal>
7258 Overview:
7259 """""""""
7261 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7262 single successor.
7265 Arguments:
7266 """"""""""
7268 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7269 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7270 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7271 transfer to next.
7273 Semantics:
7274 """"""""""
7276 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7277 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7278 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7279 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7280 ``normal``.
7282 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7283 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7284 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7285 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7287 Example:
7288 """"""""
7290 .. code-block:: text
7292       catchret from %catch label %continue
7294 .. _i_cleanupret:
7296 '``cleanupret``' Instruction
7297 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7299 Syntax:
7300 """""""
7304       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7305       cleanupret from <value> unwind to caller
7307 Overview:
7308 """""""""
7310 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7311 an optional successor.
7314 Arguments:
7315 """"""""""
7317 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7318 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7319 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7320 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7321 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7323 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7324 which must be the label of another basic block beginning with either a
7325 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7326 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7327 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7329 Semantics:
7330 """"""""""
7332 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7333 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7334 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7335 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7337 Example:
7338 """"""""
7340 .. code-block:: text
7342       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7343       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7345 .. _i_unreachable:
7347 '``unreachable``' Instruction
7348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7350 Syntax:
7351 """""""
7355       unreachable
7357 Overview:
7358 """""""""
7360 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7361 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7362 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7363 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7365 Semantics:
7366 """"""""""
7368 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7370 .. _unaryops:
7372 Unary Operations
7373 -----------------
7375 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7376 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7377 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7378 result value has the same type as its operand.
7380 .. _i_fneg:
7382 '``fneg``' Instruction
7383 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7385 Syntax:
7386 """""""
7390       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7392 Overview:
7393 """""""""
7395 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7397 Arguments:
7398 """"""""""
7400 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7401 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7402 floating-point values.
7404 Semantics:
7405 """"""""""
7407 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7408 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7409 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7410 unsafe floating-point optimizations:
7412 Example:
7413 """"""""
7415 .. code-block:: text
7417       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7419 .. _binaryops:
7421 Binary Operations
7422 -----------------
7424 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7425 They require two operands of the same type, execute an operation on
7426 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7427 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7428 result value has the same type as its operands.
7430 There are several different binary operators:
7432 .. _i_add:
7434 '``add``' Instruction
7435 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7437 Syntax:
7438 """""""
7442       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7443       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7444       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7445       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7447 Overview:
7448 """""""""
7450 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7452 Arguments:
7453 """"""""""
7455 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7456 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7457 arguments must have identical types.
7459 Semantics:
7460 """"""""""
7462 The value produced is the integer sum of the two operands.
7464 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7465 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7466 the result.
7468 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7469 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7471 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7472 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7473 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7474 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7476 Example:
7477 """"""""
7479 .. code-block:: text
7481       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7483 .. _i_fadd:
7485 '``fadd``' Instruction
7486 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7488 Syntax:
7489 """""""
7493       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7495 Overview:
7496 """""""""
7498 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7500 Arguments:
7501 """"""""""
7503 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7504 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7505 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7507 Semantics:
7508 """"""""""
7510 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7511 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7512 environment <floatenv>`.
7513 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7514 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7515 unsafe floating-point optimizations:
7517 Example:
7518 """"""""
7520 .. code-block:: text
7522       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7524 '``sub``' Instruction
7525 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7527 Syntax:
7528 """""""
7532       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7533       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7534       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7535       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7537 Overview:
7538 """""""""
7540 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7542 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7543 instruction present in most other intermediate representations.
7545 Arguments:
7546 """"""""""
7548 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7549 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7550 arguments must have identical types.
7552 Semantics:
7553 """"""""""
7555 The value produced is the integer difference of the two operands.
7557 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7558 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7559 the result.
7561 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7562 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7564 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7565 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7566 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7567 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7569 Example:
7570 """"""""
7572 .. code-block:: text
7574       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7575       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7577 .. _i_fsub:
7579 '``fsub``' Instruction
7580 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7582 Syntax:
7583 """""""
7587       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7589 Overview:
7590 """""""""
7592 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7594 Arguments:
7595 """"""""""
7597 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7598 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7599 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7601 Semantics:
7602 """"""""""
7604 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7605 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7606 environment <floatenv>`.
7607 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7608 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7609 unsafe floating-point optimizations:
7611 Example:
7612 """"""""
7614 .. code-block:: text
7616       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7617       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7619 '``mul``' Instruction
7620 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7622 Syntax:
7623 """""""
7627       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7628       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7629       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7630       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7632 Overview:
7633 """""""""
7635 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7637 Arguments:
7638 """"""""""
7640 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7641 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7642 arguments must have identical types.
7644 Semantics:
7645 """"""""""
7647 The value produced is the integer product of the two operands.
7649 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7650 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7651 bit width of the result.
7653 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7654 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7655 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7656 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7657 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7658 product.
7660 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7661 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7662 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7663 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7665 Example:
7666 """"""""
7668 .. code-block:: text
7670       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7672 .. _i_fmul:
7674 '``fmul``' Instruction
7675 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7677 Syntax:
7678 """""""
7682       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7684 Overview:
7685 """""""""
7687 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7689 Arguments:
7690 """"""""""
7692 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7693 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7694 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7696 Semantics:
7697 """"""""""
7699 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7700 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7701 environment <floatenv>`.
7702 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7703 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7704 unsafe floating-point optimizations:
7706 Example:
7707 """"""""
7709 .. code-block:: text
7711       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7713 '``udiv``' Instruction
7714 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7716 Syntax:
7717 """""""
7721       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7722       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7724 Overview:
7725 """""""""
7727 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7729 Arguments:
7730 """"""""""
7732 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7733 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7734 arguments must have identical types.
7736 Semantics:
7737 """"""""""
7739 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7741 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7742 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7744 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7745 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7748 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7749 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7750 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7752 Example:
7753 """"""""
7755 .. code-block:: text
7757       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7759 '``sdiv``' Instruction
7760 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7762 Syntax:
7763 """""""
7767       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7768       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7770 Overview:
7771 """""""""
7773 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7775 Arguments:
7776 """"""""""
7778 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7779 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7780 arguments must have identical types.
7782 Semantics:
7783 """"""""""
7785 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7786 rounded towards zero.
7788 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7789 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7791 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7792 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7793 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7794 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7796 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7797 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7799 Example:
7800 """"""""
7802 .. code-block:: text
7804       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7806 .. _i_fdiv:
7808 '``fdiv``' Instruction
7809 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7811 Syntax:
7812 """""""
7816       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7818 Overview:
7819 """""""""
7821 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7823 Arguments:
7824 """"""""""
7826 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7827 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7828 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7830 Semantics:
7831 """"""""""
7833 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7834 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7835 environment <floatenv>`.
7836 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7837 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7838 unsafe floating-point optimizations:
7840 Example:
7841 """"""""
7843 .. code-block:: text
7845       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7847 '``urem``' Instruction
7848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7850 Syntax:
7851 """""""
7855       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7857 Overview:
7858 """""""""
7860 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7861 division of its two arguments.
7863 Arguments:
7864 """"""""""
7866 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7867 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7868 arguments must have identical types.
7870 Semantics:
7871 """"""""""
7873 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7874 This instruction always performs an unsigned division to get the
7875 remainder.
7877 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7878 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7880 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7881 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7882 undefined behavior.
7884 Example:
7885 """"""""
7887 .. code-block:: text
7889       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7891 '``srem``' Instruction
7892 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7894 Syntax:
7895 """""""
7899       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7901 Overview:
7902 """""""""
7904 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7905 division of its two operands. This instruction can also take
7906 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7907 must be integers.
7909 Arguments:
7910 """"""""""
7912 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7913 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7914 arguments must have identical types.
7916 Semantics:
7917 """"""""""
7919 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7920 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7921 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7922 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7923 difference, see `The Math
7924 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7925 table of how this is implemented in various languages, please see
7926 `Wikipedia: modulo
7927 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7929 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7930 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7932 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7933 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7934 undefined behavior.
7935 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7936 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7937 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7938 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7939 result of the division and the remainder.)
7941 Example:
7942 """"""""
7944 .. code-block:: text
7946       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7948 .. _i_frem:
7950 '``frem``' Instruction
7951 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7953 Syntax:
7954 """""""
7958       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7960 Overview:
7961 """""""""
7963 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7964 its two operands.
7966 Arguments:
7967 """"""""""
7969 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7970 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7971 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7973 Semantics:
7974 """"""""""
7976 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7977 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7978 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7979 dividend.
7980 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7981 environment <floatenv>`.
7982 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7983 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7984 unsafe floating-point optimizations:
7986 Example:
7987 """"""""
7989 .. code-block:: text
7991       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7993 .. _bitwiseops:
7995 Bitwise Binary Operations
7996 -------------------------
7998 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7999 in a program. They are generally very efficient instructions and can
8000 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
8001 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
8002 single value. The resulting value is the same type as its operands.
8004 '``shl``' Instruction
8005 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8007 Syntax:
8008 """""""
8012       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
8013       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8014       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
8015       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8017 Overview:
8018 """""""""
8020 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
8021 a specified number of bits.
8023 Arguments:
8024 """"""""""
8026 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
8027 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8028 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8030 Semantics:
8031 """"""""""
8033 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
8034 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
8035 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
8036 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8037 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
8038 by the corresponding shift amount in ``op2``.
8040 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8041 value if it shifts out any non-zero bits.
8042 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
8043 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
8045 Example:
8046 """"""""
8048 .. code-block:: text
8050       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
8051       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
8052       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
8053       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
8054       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
8056 '``lshr``' Instruction
8057 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8059 Syntax:
8060 """""""
8064       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8065       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8067 Overview:
8068 """""""""
8070 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
8071 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
8073 Arguments:
8074 """"""""""
8076 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
8077 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8078 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8080 Semantics:
8081 """"""""""
8083 This instruction always performs a logical shift right operation. The
8084 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
8085 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8086 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8087 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8088 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8090 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
8091 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8093 Example:
8094 """"""""
8096 .. code-block:: text
8098       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8099       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8100       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8101       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
8102       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
8103       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
8105 '``ashr``' Instruction
8106 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8108 Syntax:
8109 """""""
8113       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8114       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8116 Overview:
8117 """""""""
8119 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
8120 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
8121 extension.
8123 Arguments:
8124 """"""""""
8126 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
8127 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8128 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8130 Semantics:
8131 """"""""""
8133 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
8134 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
8135 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8136 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8137 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8138 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8140 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
8141 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8143 Example:
8144 """"""""
8146 .. code-block:: text
8148       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8149       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8150       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8151       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
8152       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
8153       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
8155 '``and``' Instruction
8156 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8158 Syntax:
8159 """""""
8163       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8165 Overview:
8166 """""""""
8168 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
8169 operands.
8171 Arguments:
8172 """"""""""
8174 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8175 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8176 arguments must have identical types.
8178 Semantics:
8179 """"""""""
8181 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8183 +-----+-----+-----+
8184 | In0 | In1 | Out |
8185 +-----+-----+-----+
8186 |   0 |   0 |   0 |
8187 +-----+-----+-----+
8188 |   0 |   1 |   0 |
8189 +-----+-----+-----+
8190 |   1 |   0 |   0 |
8191 +-----+-----+-----+
8192 |   1 |   1 |   1 |
8193 +-----+-----+-----+
8195 Example:
8196 """"""""
8198 .. code-block:: text
8200       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8201       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8202       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8204 '``or``' Instruction
8205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8207 Syntax:
8208 """""""
8212       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8214 Overview:
8215 """""""""
8217 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8218 two operands.
8220 Arguments:
8221 """"""""""
8223 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8224 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8225 arguments must have identical types.
8227 Semantics:
8228 """"""""""
8230 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8232 +-----+-----+-----+
8233 | In0 | In1 | Out |
8234 +-----+-----+-----+
8235 |   0 |   0 |   0 |
8236 +-----+-----+-----+
8237 |   0 |   1 |   1 |
8238 +-----+-----+-----+
8239 |   1 |   0 |   1 |
8240 +-----+-----+-----+
8241 |   1 |   1 |   1 |
8242 +-----+-----+-----+
8244 Example:
8245 """"""""
8249       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8250       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8251       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8253 '``xor``' Instruction
8254 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8256 Syntax:
8257 """""""
8261       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8263 Overview:
8264 """""""""
8266 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8267 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8268 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8270 Arguments:
8271 """"""""""
8273 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8274 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8275 arguments must have identical types.
8277 Semantics:
8278 """"""""""
8280 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8282 +-----+-----+-----+
8283 | In0 | In1 | Out |
8284 +-----+-----+-----+
8285 |   0 |   0 |   0 |
8286 +-----+-----+-----+
8287 |   0 |   1 |   1 |
8288 +-----+-----+-----+
8289 |   1 |   0 |   1 |
8290 +-----+-----+-----+
8291 |   1 |   1 |   0 |
8292 +-----+-----+-----+
8294 Example:
8295 """"""""
8297 .. code-block:: text
8299       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8300       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8301       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8302       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8304 Vector Operations
8305 -----------------
8307 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8308 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8309 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8310 While LLVM does directly support these vector operations, many
8311 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8312 take full advantage of a specific target.
8314 .. _i_extractelement:
8316 '``extractelement``' Instruction
8317 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8319 Syntax:
8320 """""""
8324       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8325       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8327 Overview:
8328 """""""""
8330 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8331 from a vector at a specified index.
8333 Arguments:
8334 """"""""""
8336 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8337 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8338 the position from which to extract the element. The index may be a
8339 variable of any integer type.
8341 Semantics:
8342 """"""""""
8344 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8345 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8346 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8347 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8348 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8349 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8351 Example:
8352 """"""""
8354 .. code-block:: text
8356       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8358 .. _i_insertelement:
8360 '``insertelement``' Instruction
8361 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8363 Syntax:
8364 """""""
8368       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8369       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8371 Overview:
8372 """""""""
8374 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8375 vector at a specified index.
8377 Arguments:
8378 """"""""""
8380 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8381 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8382 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8383 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8384 index may be a variable of any integer type.
8386 Semantics:
8387 """"""""""
8389 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8390 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8391 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8392 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8393 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8394 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8396 Example:
8397 """"""""
8399 .. code-block:: text
8401       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8403 .. _i_shufflevector:
8405 '``shufflevector``' Instruction
8406 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8408 Syntax:
8409 """""""
8413       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8414       <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>>
8416 Overview:
8417 """""""""
8419 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8420 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8421 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8423 Arguments:
8424 """"""""""
8426 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8427 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8428 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8429 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8430 same as the element type of the first two operands.
8432 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8433 constant integer or undef values.
8435 Semantics:
8436 """"""""""
8438 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8439 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8440 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8441 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8442 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8443 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8444 of the input vectors, the resulting element is undef.
8446 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8447 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8448 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8450 Example:
8451 """"""""
8453 .. code-block:: text
8455       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8456                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8457       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8458                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8459       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8460                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8461       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8462                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8464 Aggregate Operations
8465 --------------------
8467 LLVM supports several instructions for working with
8468 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8470 .. _i_extractvalue:
8472 '``extractvalue``' Instruction
8473 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8475 Syntax:
8476 """""""
8480       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8482 Overview:
8483 """""""""
8485 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8486 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8488 Arguments:
8489 """"""""""
8491 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8492 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8493 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8494 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8496 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8498 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8499    omitted and assumed to be zero.
8500 -  At least one index must be specified.
8501 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8503 Semantics:
8504 """"""""""
8506 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8507 the index operands.
8509 Example:
8510 """"""""
8512 .. code-block:: text
8514       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8516 .. _i_insertvalue:
8518 '``insertvalue``' Instruction
8519 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8521 Syntax:
8522 """""""
8526       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8528 Overview:
8529 """""""""
8531 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8532 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8534 Arguments:
8535 """"""""""
8537 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8538 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8539 a first-class value to insert. The following operands are constant
8540 indices indicating the position at which to insert the value in a
8541 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8542 to insert must have the same type as the value identified by the
8543 indices.
8545 Semantics:
8546 """"""""""
8548 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8549 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8550 indices is that of ``elt``.
8552 Example:
8553 """"""""
8555 .. code-block:: llvm
8557       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8558       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8559       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8561 .. _memoryops:
8563 Memory Access and Addressing Operations
8564 ---------------------------------------
8566 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8567 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8568 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8569 memory in LLVM.
8571 .. _i_alloca:
8573 '``alloca``' Instruction
8574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8576 Syntax:
8577 """""""
8581       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8583 Overview:
8584 """""""""
8586 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8587 currently executing function, to be automatically released when this
8588 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8589 address space for allocas indicated in the datalayout.
8591 Arguments:
8592 """"""""""
8594 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8595 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8596 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8597 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8598 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8599 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8600 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8601 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8602 boundary compatible with the type.
8604 '``type``' may be any sized type.
8606 Semantics:
8607 """"""""""
8609 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8610 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8611 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8612 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8613 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8614 to represent automatic variables that must have an address available. When
8615 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8616 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8617 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8618 which way the stack grows) is not specified.
8620 Example:
8621 """"""""
8623 .. code-block:: llvm
8625       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8626       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8627       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8628       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8630 .. _i_load:
8632 '``load``' Instruction
8633 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8635 Syntax:
8636 """""""
8640       <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>]
8641       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8642       !<index> = !{ i32 1 }
8643       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8644       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8646 Overview:
8647 """""""""
8649 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8651 Arguments:
8652 """"""""""
8654 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8655 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8656 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8657 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8658 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8659 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8661 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8662 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8663 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8664 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8665 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8666 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8667 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8668 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8669 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8670 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8672 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8673 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8674 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8675 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8676 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8677 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8678 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8679 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8680 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8681 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8682 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8683 tools, so should not be accessed if the function has the
8684 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8686 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8687 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8688 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8689 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8690 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8691 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8692 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8694 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8695 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8696 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8697 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8698 referenced by the load contains the same value at all points in the
8699 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8700 otherwise, the behavior is undefined.
8702 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8703  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8704  See ``invariant.group`` metadata :ref:`invariant.group <md_invariant.group>`
8706 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8707 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8708 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8709 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8710 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8711 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8712 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8714 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8715 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8716 entry.
8717 See ``dereferenceable`` metadata :ref:`dereferenceable <md_dereferenceable>`
8719 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8720 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8721 ``i64`` entry.
8722 See ``dereferenceable_or_null`` metadata :ref:`dereferenceable_or_null
8723 <md_dereferenceable_or_null>`
8725 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8726 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8727 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8728 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8729 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8730 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8731 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8732 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8734 Semantics:
8735 """"""""""
8737 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8738 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8739 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8740 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8741 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8742 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8743 written using a store of the same type.
8745 Examples:
8746 """""""""
8748 .. code-block:: llvm
8750       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8751       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8752       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8754 .. _i_store:
8756 '``store``' Instruction
8757 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8759 Syntax:
8760 """""""
8764       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8765       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8767 Overview:
8768 """""""""
8770 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8772 Arguments:
8773 """"""""""
8775 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8776 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8777 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8778 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8779 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8780 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8781 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8782 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8784 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8785 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8786 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8787 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8788 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8789 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8790 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8791 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8792 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8793 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8795 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8796 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8797 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8798 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8799 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8800 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8801 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8802 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8803 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8804 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8805 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8806 races if another thread can access the same address. Introducing a
8807 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8808 even in situations where a data race is known to not exist if the
8809 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8811 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8812 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8813 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8814 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8815 be reused in the cache. The code generator may select special
8816 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8817 x86.
8819 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8820 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8822 Semantics:
8823 """"""""""
8825 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8826 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8827 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8828 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8829 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8830 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8831 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8832 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8834 Example:
8835 """"""""
8837 .. code-block:: llvm
8839       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8840       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8841       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8843 .. _i_fence:
8845 '``fence``' Instruction
8846 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8848 Syntax:
8849 """""""
8853       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8855 Overview:
8856 """""""""
8858 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8859 between operations.
8861 Arguments:
8862 """"""""""
8864 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8865 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8866 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8868 Semantics:
8869 """"""""""
8871 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8872 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8873 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8874 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8875 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8876 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8877 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8878 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8879 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8880 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8881 *happens-before* edge.
8883 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8884 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8885 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8887 A ``fence`` instruction can also take an optional
8888 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8890 Example:
8891 """"""""
8893 .. code-block:: text
8895       fence acquire                                        ; yields void
8896       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8897       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8899 .. _i_cmpxchg:
8901 '``cmpxchg``' Instruction
8902 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8904 Syntax:
8905 """""""
8909       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8911 Overview:
8912 """""""""
8914 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8915 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8916 equal, it tries to store a new value into the memory.
8918 Arguments:
8919 """"""""""
8921 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8922 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8923 address, and a new value to place at that address if the compared values
8924 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8925 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8926 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8927 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8928 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8929 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8930 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8932 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8933 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8934 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8935 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8936 ``release`` or ``acq_rel``.
8938 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8939 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8941 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8942 equal to the size in memory of the operand.
8944 Semantics:
8945 """"""""""
8947 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8948 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8949 written to the location. The original value at the location is returned,
8950 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8952 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8953 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8954 matched.
8956 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8957 if the value loaded equals ``cmp``.
8959 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8960 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8961 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8963 Example:
8964 """"""""
8966 .. code-block:: llvm
8968     entry:
8969       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8970       br label %loop
8972     loop:
8973       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8974       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8975       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8976       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8977       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8978       br i1 %success, label %done, label %loop
8980     done:
8981       ...
8983 .. _i_atomicrmw:
8985 '``atomicrmw``' Instruction
8986 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8988 Syntax:
8989 """""""
8993       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8995 Overview:
8996 """""""""
8998 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
9000 Arguments:
9001 """"""""""
9003 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
9004 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
9005 operation. The operation must be one of the following keywords:
9007 -  xchg
9008 -  add
9009 -  sub
9010 -  and
9011 -  nand
9012 -  or
9013 -  xor
9014 -  max
9015 -  min
9016 -  umax
9017 -  umin
9018 -  fadd
9019 -  fsub
9021 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
9022 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
9023 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
9024 may also be a floating point type with the same size constraints as
9025 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
9026 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
9027 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
9028 allowed to modify the number or order of execution of this
9029 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
9031 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
9032 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
9034 Semantics:
9035 """"""""""
9037 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
9038 operand are atomically read, modified, and written back. The original
9039 value at the location is returned. The modification is specified by the
9040 operation argument:
9042 -  xchg: ``*ptr = val``
9043 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
9044 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
9045 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
9046 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
9047 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
9048 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
9049 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9050 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
9051 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9052    comparison)
9053 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
9054    comparison)
9055 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
9056 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
9058 Example:
9059 """"""""
9061 .. code-block:: llvm
9063       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
9065 .. _i_getelementptr:
9067 '``getelementptr``' Instruction
9068 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9070 Syntax:
9071 """""""
9075       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9076       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
9077       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
9079 Overview:
9080 """""""""
9082 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
9083 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
9084 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
9085 be used to calculate a vector of such addresses.
9087 Arguments:
9088 """"""""""
9090 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
9091 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
9092 base address to start from. The remaining arguments are indices
9093 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
9094 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
9095 into. The first index always indexes the pointer value given as the
9096 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
9097 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
9098 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
9099 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
9100 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
9101 would require loading the pointer before continuing calculation.
9103 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
9104 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
9105 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
9106 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
9107 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
9108 required to be constant. These integers are treated as signed values
9109 where relevant.
9111 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
9112 to LLVM:
9114 .. code-block:: c
9116     struct RT {
9117       char A;
9118       int B[10][20];
9119       char C;
9120     };
9121     struct ST {
9122       int X;
9123       double Y;
9124       struct RT Z;
9125     };
9127     int *foo(struct ST *s) {
9128       return &s[1].Z.B[5][13];
9129     }
9131 The LLVM code generated by Clang is:
9133 .. code-block:: llvm
9135     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
9136     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
9138     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
9139     entry:
9140       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
9141       ret i32* %arrayidx
9142     }
9144 Semantics:
9145 """"""""""
9147 In the example above, the first index is indexing into the
9148 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
9149 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
9150 indexes into the third element of the structure, yielding a
9151 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
9152 structure. The third index indexes into the second element of the
9153 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
9154 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
9155 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
9156 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
9158 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
9159 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
9160 for the given testcase is equivalent to:
9162 .. code-block:: llvm
9164     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9165       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9166       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9167       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9168       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9169       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9170       ret i32* %t5
9171     }
9173 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9174 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9175 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9176 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9177 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9178 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9179 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9180 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9181 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9182 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9183 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9184 of the computations element-wise.
9186 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9187 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9188 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9189 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9190 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9191 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9192 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9193 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9194 information.
9196 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9197 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9198 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9199 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9200 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9201 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9202 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9203 in the case where both operands are in the range of the element selected
9204 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9205 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9206 in constant ``getelementptr`` expressions.
9208 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9209 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9211 Example:
9212 """"""""
9214 .. code-block:: llvm
9216         ; yields [12 x i8]*:aptr
9217         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9218         ; yields i8*:vptr
9219         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9220         ; yields i8*:eptr
9221         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9222         ; yields i32*:iptr
9223         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9225 Vector of pointers:
9226 """""""""""""""""""
9228 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9229 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9230 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9231 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9233 .. code-block:: llvm
9235      ; All arguments are vectors:
9236      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9237      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9239      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9240      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9241      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9243      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9244      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9245      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9247      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9249 The two following instructions are equivalent:
9251 .. code-block:: llvm
9253      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9254        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9255        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9256        <4 x i32> %ind4,
9257        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9259      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9260        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9262 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9263 makes sense:
9265 .. code-block:: c
9267     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9268     double *A, *B; int *C;
9269     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9270       A[i] = B[C[i]];
9271     }
9273 .. code-block:: llvm
9275     ; get pointers for 8 elements from array B
9276     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9277     ; load 8 elements from array B into A
9278     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9279          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9281 Conversion Operations
9282 ---------------------
9284 The instructions in this category are the conversion instructions
9285 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9286 various bit conversions on the operand.
9288 .. _i_trunc:
9290 '``trunc .. to``' Instruction
9291 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9293 Syntax:
9294 """""""
9298       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9300 Overview:
9301 """""""""
9303 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9305 Arguments:
9306 """"""""""
9308 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9309 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9310 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9311 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9312 types are not allowed.
9314 Semantics:
9315 """"""""""
9317 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9318 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9319 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9320 It will always truncate bits.
9322 Example:
9323 """"""""
9325 .. code-block:: llvm
9327       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9328       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9329       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9330       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9332 .. _i_zext:
9334 '``zext .. to``' Instruction
9335 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9337 Syntax:
9338 """""""
9342       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9344 Overview:
9345 """""""""
9347 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9349 Arguments:
9350 """"""""""
9352 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9353 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9354 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9355 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9357 Semantics:
9358 """"""""""
9360 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9361 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9363 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9365 Example:
9366 """"""""
9368 .. code-block:: llvm
9370       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9371       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9372       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9374 .. _i_sext:
9376 '``sext .. to``' Instruction
9377 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9379 Syntax:
9380 """""""
9384       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9386 Overview:
9387 """""""""
9389 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9391 Arguments:
9392 """"""""""
9394 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9395 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9396 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9397 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9399 Semantics:
9400 """"""""""
9402 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9403 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9404 of the type ``ty2``.
9406 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9408 Example:
9409 """"""""
9411 .. code-block:: llvm
9413       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9414       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9415       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9417 '``fptrunc .. to``' Instruction
9418 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9420 Syntax:
9421 """""""
9425       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9427 Overview:
9428 """""""""
9430 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9432 Arguments:
9433 """"""""""
9435 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9436 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9437 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9438 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9440 Semantics:
9441 """"""""""
9443 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9444 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9445 <t_floating>` type.
9446 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9447 environment <floatenv>`.
9449 Example:
9450 """"""""
9452 .. code-block:: llvm
9454       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9455       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9457 '``fpext .. to``' Instruction
9458 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9460 Syntax:
9461 """""""
9465       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9467 Overview:
9468 """""""""
9470 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9471 value.
9473 Arguments:
9474 """"""""""
9476 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9477 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9478 to. The source type must be smaller than the destination type.
9480 Semantics:
9481 """"""""""
9483 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9484 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9485 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9486 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9487 *no-op cast* for a floating-point cast.
9489 Example:
9490 """"""""
9492 .. code-block:: llvm
9494       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9495       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9497 '``fptoui .. to``' Instruction
9498 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9500 Syntax:
9501 """""""
9505       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9507 Overview:
9508 """""""""
9510 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9511 integer equivalent of type ``ty2``.
9513 Arguments:
9514 """"""""""
9516 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9517 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9518 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9519 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9520 type with the same number of elements as ``ty``
9522 Semantics:
9523 """"""""""
9525 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9526 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9527 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9528 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9530 Example:
9531 """"""""
9533 .. code-block:: llvm
9535       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9536       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9537       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9539 '``fptosi .. to``' Instruction
9540 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9542 Syntax:
9543 """""""
9547       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9549 Overview:
9550 """""""""
9552 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9553 ``value`` to type ``ty2``.
9555 Arguments:
9556 """"""""""
9558 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9559 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9560 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9561 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9562 type with the same number of elements as ``ty``
9564 Semantics:
9565 """"""""""
9567 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9568 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9569 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9570 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9572 Example:
9573 """"""""
9575 .. code-block:: llvm
9577       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9578       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9579       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9581 '``uitofp .. to``' Instruction
9582 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9584 Syntax:
9585 """""""
9589       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9591 Overview:
9592 """""""""
9594 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9595 and converts that value to the ``ty2`` type.
9597 Arguments:
9598 """"""""""
9600 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9601 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9602 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9603 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9604 type with the same number of elements as ``ty``
9606 Semantics:
9607 """"""""""
9609 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9610 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9611 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9612 the default rounding mode.
9615 Example:
9616 """"""""
9618 .. code-block:: llvm
9620       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9621       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9623 '``sitofp .. to``' Instruction
9624 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9626 Syntax:
9627 """""""
9631       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9633 Overview:
9634 """""""""
9636 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9637 converts that value to the ``ty2`` type.
9639 Arguments:
9640 """"""""""
9642 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9643 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9644 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9645 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9646 type with the same number of elements as ``ty``
9648 Semantics:
9649 """"""""""
9651 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9652 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9653 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9654 mode.
9656 Example:
9657 """"""""
9659 .. code-block:: llvm
9661       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9662       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9664 .. _i_ptrtoint:
9666 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9667 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9669 Syntax:
9670 """""""
9674       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9676 Overview:
9677 """""""""
9679 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9680 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9682 Arguments:
9683 """"""""""
9685 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9686 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9687 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9688 a vector of integers type.
9690 Semantics:
9691 """"""""""
9693 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9694 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9695 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9696 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9697 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9698 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9699 change.
9701 Example:
9702 """"""""
9704 .. code-block:: llvm
9706       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9707       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9708       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9710 .. _i_inttoptr:
9712 '``inttoptr .. to``' Instruction
9713 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9715 Syntax:
9716 """""""
9720       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>[, !dereferenceable !<deref_bytes_node>][, !dereferenceable_or_null !<deref_bytes_node]             ; yields ty2
9722 Overview:
9723 """""""""
9725 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9726 pointer type, ``ty2``.
9728 Arguments:
9729 """"""""""
9731 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9732 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9733 type.
9735 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
9736 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
9737 entry.
9738 See ``dereferenceable`` metadata.
9740 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
9741 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
9742 ``i64`` entry.
9743 See ``dereferenceable_or_null`` metadata.
9745 Semantics:
9746 """"""""""
9748 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9749 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9750 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9751 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9752 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9753 nothing is done (*no-op cast*).
9755 Example:
9756 """"""""
9758 .. code-block:: llvm
9760       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9761       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9762       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9763       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9765 .. _i_bitcast:
9767 '``bitcast .. to``' Instruction
9768 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9770 Syntax:
9771 """""""
9775       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9777 Overview:
9778 """""""""
9780 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9781 changing any bits.
9783 Arguments:
9784 """"""""""
9786 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9787 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9788 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9789 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9790 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9791 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9792 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9793 long as they have the same size).
9795 Semantics:
9796 """"""""""
9798 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9799 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9800 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9801 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9802 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9803 pointers) types with the same address space through this instruction.
9804 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9805 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9807 Example:
9808 """"""""
9810 .. code-block:: text
9812       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9813       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9814       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9815       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9817 .. _i_addrspacecast:
9819 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9820 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9822 Syntax:
9823 """""""
9827       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9829 Overview:
9830 """""""""
9832 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9833 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9835 Arguments:
9836 """"""""""
9838 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9839 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9840 address space.
9842 Semantics:
9843 """"""""""
9845 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9846 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9847 value modification, depending on the target and the address space
9848 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9849 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9850 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9851 location.
9853 Example:
9854 """"""""
9856 .. code-block:: llvm
9858       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9859       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9860       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9862 .. _otherops:
9864 Other Operations
9865 ----------------
9867 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9868 which defy better classification.
9870 .. _i_icmp:
9872 '``icmp``' Instruction
9873 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9875 Syntax:
9876 """""""
9880       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9882 Overview:
9883 """""""""
9885 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9886 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9887 pointer, or pointer vector operands.
9889 Arguments:
9890 """"""""""
9892 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9893 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9894 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9896 #. ``eq``: equal
9897 #. ``ne``: not equal
9898 #. ``ugt``: unsigned greater than
9899 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9900 #. ``ult``: unsigned less than
9901 #. ``ule``: unsigned less or equal
9902 #. ``sgt``: signed greater than
9903 #. ``sge``: signed greater or equal
9904 #. ``slt``: signed less than
9905 #. ``sle``: signed less or equal
9907 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9908 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9909 must also be identical types.
9911 Semantics:
9912 """"""""""
9914 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9915 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9916 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9918 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9919    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9920 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9921    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9922 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9923    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9924 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9925    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9926 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9927    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9928 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9929    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9930 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9931    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9932 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9933    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9934 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9935    if ``op1`` is less than ``op2``.
9936 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9937    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9939 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9940 are compared as if they were integers.
9942 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9943 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9944 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9946 Example:
9947 """"""""
9949 .. code-block:: text
9951       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9952       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9953       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9954       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9955       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9956       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9958 .. _i_fcmp:
9960 '``fcmp``' Instruction
9961 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9963 Syntax:
9964 """""""
9968       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9970 Overview:
9971 """""""""
9973 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9974 values based on comparison of its operands.
9976 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9977 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9979 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9980 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9981 compared.
9983 Arguments:
9984 """"""""""
9986 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9987 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9988 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9990 #. ``false``: no comparison, always returns false
9991 #. ``oeq``: ordered and equal
9992 #. ``ogt``: ordered and greater than
9993 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9994 #. ``olt``: ordered and less than
9995 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9996 #. ``one``: ordered and not equal
9997 #. ``ord``: ordered (no nans)
9998 #. ``ueq``: unordered or equal
9999 #. ``ugt``: unordered or greater than
10000 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
10001 #. ``ult``: unordered or less than
10002 #. ``ule``: unordered or less than or equal
10003 #. ``une``: unordered or not equal
10004 #. ``uno``: unordered (either nans)
10005 #. ``true``: no comparison, always returns true
10007 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
10008 that either operand may be a QNAN.
10010 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
10011 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
10012 They must have identical types.
10014 Semantics:
10015 """"""""""
10017 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
10018 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
10019 vectors are compared element by element. Each comparison performed
10020 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
10022 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
10023 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10024    is equal to ``op2``.
10025 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10026    is greater than ``op2``.
10027 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10028    is greater than or equal to ``op2``.
10029 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10030    is less than ``op2``.
10031 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10032    is less than or equal to ``op2``.
10033 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
10034    is not equal to ``op2``.
10035 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
10036 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10037    equal to ``op2``.
10038 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10039    greater than ``op2``.
10040 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10041    greater than or equal to ``op2``.
10042 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10043    less than ``op2``.
10044 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10045    less than or equal to ``op2``.
10046 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
10047    not equal to ``op2``.
10048 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
10049 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
10051 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
10052 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10053 otherwise unsafe floating-point optimizations.
10055 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
10056 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
10057 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
10058 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
10060 Example:
10061 """"""""
10063 .. code-block:: text
10065       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
10066       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10067       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
10068       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
10070 .. _i_phi:
10072 '``phi``' Instruction
10073 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10075 Syntax:
10076 """""""
10080       <result> = phi [fast-math-flags] <ty> [ <val0>, <label0>], ...
10082 Overview:
10083 """""""""
10085 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
10086 graph representing the function.
10088 Arguments:
10089 """"""""""
10091 The type of the incoming values is specified with the first type field.
10092 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
10093 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
10094 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
10095 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
10096 label arguments.
10098 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
10099 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
10100 block.
10102 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
10103 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
10104 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
10105 instruction's return value on the same edge).
10107 The optional ``fast-math-flags`` marker indicates that the phi has one
10108 or more :ref:`fast-math-flags <fastmath>`. These are optimization hints
10109 to enable otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math-flags
10110 are only valid for phis that return a floating-point scalar or vector
10111 type.
10113 Semantics:
10114 """"""""""
10116 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
10117 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
10118 executed just prior to the current block.
10120 Example:
10121 """"""""
10123 .. code-block:: llvm
10125     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
10126       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
10127       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
10128       br label %Loop
10130 .. _i_select:
10132 '``select``' Instruction
10133 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10135 Syntax:
10136 """""""
10140       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
10142       selty is either i1 or {<N x i1>}
10144 Overview:
10145 """""""""
10147 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
10148 condition, without IR-level branching.
10150 Arguments:
10151 """"""""""
10153 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
10154 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
10155 class <t_firstclass>` type.
10157 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
10158    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
10159    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10160    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
10162 Semantics:
10163 """"""""""
10165 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
10166 the first value argument; otherwise, it returns the second value
10167 argument.
10169 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
10170 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
10172 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
10173 same size, then an entire vector is selected.
10175 Example:
10176 """"""""
10178 .. code-block:: llvm
10180       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10182 .. _i_call:
10184 '``call``' Instruction
10185 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10187 Syntax:
10188 """""""
10192       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10193                  <ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10195 Overview:
10196 """""""""
10198 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10200 Arguments:
10201 """"""""""
10203 This instruction requires several arguments:
10205 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10206    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10207    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10208    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10209    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10211    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10212       recursive cycle in the call graph.
10213    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10214       forwarded in place.
10215    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10216       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10217       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10218       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10219       if a void return type is in use.
10221    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10222    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10223    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10224    additional  rules:
10226    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10227      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10228    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10229      produced by the call or void.
10230    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10231      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10232      in address space.
10233    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10234    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10235      returned, and inalloca, must match.
10236    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10237      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10238      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10240    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10241    the following conditions are met:
10243    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc`` or ``tailcc``.
10244    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10245       uses value of call or is void).
10246    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled,
10247       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``, or the calling convention
10248       is ``tailcc``
10249    -  `Platform-specific constraints are
10250       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10252 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10253    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10254    call optimization from being performed on the call.
10256 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10257    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10258    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10259    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10261 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10262    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10263    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10264    calling convention of the call must match the calling convention of
10265    the target function, or else the behavior is undefined.
10266 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10267    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10268    are valid here.
10269 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10270    of the called function. If it is not specified, the program address space
10271    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10272 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10273    type of the return value. Functions that return no value are marked
10274    ``void``.
10275 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10276    argument types must match the types implied by this signature. This
10277    type can be omitted if the function is not varargs.
10278 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10279    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10280    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10281    to function value.
10282 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10283    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10284    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10285    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10286    extra arguments can be specified.
10287 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10288 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10290 Semantics:
10291 """"""""""
10293 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10294 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10295 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10296 flow continues with the instruction after the function call, and the
10297 return value of the function is bound to the result argument.
10299 Example:
10300 """"""""
10302 .. code-block:: llvm
10304       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10305       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10306       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10307       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10308       call void %foo(i8 97 signext)
10310       %struct.A = type { i32, i8 }
10311       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10312       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10313       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10314       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10315       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10317 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10318 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10319 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10320 This is something we'd like to change in the future to provide better
10321 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10323 .. _i_va_arg:
10325 '``va_arg``' Instruction
10326 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10328 Syntax:
10329 """""""
10333       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10335 Overview:
10336 """""""""
10338 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10339 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10340 the ``va_arg`` macro in C.
10342 Arguments:
10343 """"""""""
10345 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10346 argument. It returns a value of the specified argument type and
10347 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10348 type of ``va_list`` is target specific.
10350 Semantics:
10351 """"""""""
10353 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10354 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10355 the next argument. For more information, see the variable argument
10356 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10358 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10359 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10360 function.
10362 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10363 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10365 Example:
10366 """"""""
10368 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10370 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10371 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10372 types on any target.
10374 .. _i_landingpad:
10376 '``landingpad``' Instruction
10377 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10379 Syntax:
10380 """""""
10384       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10385       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10387       <clause> := catch <type> <value>
10388       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10390 Overview:
10391 """""""""
10393 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10394 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10395 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10396 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10397 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10398 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10400 Arguments:
10401 """"""""""
10403 The optional
10404 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10406 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10407 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10408 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10409 clause takes an array constant as its argument. Use
10410 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10411 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10412 the ``cleanup`` flag.
10414 Semantics:
10415 """"""""""
10417 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10418 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10419 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10420 calling conventions, how the personality function results are
10421 represented in LLVM IR is target specific.
10423 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10424 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10425 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10426 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10427 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10428 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10429 unwinding continues further up the call stack.
10431 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10433 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10434    of an '``invoke``' instruction.
10435 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10436    first non-PHI instruction.
10437 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10438    pad block.
10439 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10440    '``landingpad``' instruction.
10442 Example:
10443 """"""""
10445 .. code-block:: llvm
10447       ;; A landing pad which can catch an integer.
10448       %res = landingpad { i8*, i32 }
10449                catch i8** @_ZTIi
10450       ;; A landing pad that is a cleanup.
10451       %res = landingpad { i8*, i32 }
10452                cleanup
10453       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10454       %res = landingpad { i8*, i32 }
10455                catch i8** @_ZTIi
10456                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10458 .. _i_catchpad:
10460 '``catchpad``' Instruction
10461 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10463 Syntax:
10464 """""""
10468       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10470 Overview:
10471 """""""""
10473 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10474 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10475 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10476 control to catch an exception.
10478 Arguments:
10479 """"""""""
10481 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10482 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10483 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10484 terminates in a ``catchswitch``.
10486 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10487 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10488 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10489 the exception.
10491 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10492 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10493 pads.
10495 Semantics:
10496 """"""""""
10498 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10499 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10500 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10501 entirely target and personality function-specific.
10503 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10504 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10506 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10507 instructions is described in the
10508 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10510 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10511 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10512 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10513 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10515 Example:
10516 """"""""
10518 .. code-block:: text
10520     dispatch:
10521       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10522       ;; A catch block which can catch an integer.
10523     handler0:
10524       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10526 .. _i_cleanuppad:
10528 '``cleanuppad``' Instruction
10529 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10531 Syntax:
10532 """""""
10536       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10538 Overview:
10539 """""""""
10541 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10542 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10543 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10544 transfer control to run cleanup actions.
10545 The ``args`` correspond to whatever additional
10546 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10547 execute the cleanup.
10548 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10549 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10550 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10551 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10552 this operand may be the token ``none``.
10554 Arguments:
10555 """"""""""
10557 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10558 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10560 Semantics:
10561 """"""""""
10563 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10564 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10565 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10566 As with calling conventions, how the personality function results are
10567 represented in LLVM IR is target specific.
10569 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10571 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10572    an exceptional instruction.
10573 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10574    first non-PHI instruction.
10575 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10576    cleanup block.
10577 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10578    '``cleanuppad``' instruction.
10580 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10581 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10582 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10583 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10585 Example:
10586 """"""""
10588 .. code-block:: text
10590       %tok = cleanuppad within %cs []
10592 .. _intrinsics:
10594 Intrinsic Functions
10595 ===================
10597 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10598 have well known names and semantics and are required to follow certain
10599 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10600 for the LLVM language that does not require changing all of the
10601 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10602 reader/writer, the parser, etc...).
10604 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10605 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10606 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10607 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10608 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10609 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10610 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10611 are added that they be documented here.
10613 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10614 represents a family of functions that perform the same operation but on
10615 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10616 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10617 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10618 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10619 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10620 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10621 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10622 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10623 argument or the result.
10625 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10626 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10627 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10628 whose type is matched against another type do not. For example, the
10629 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10630 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10631 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10632 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10633 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10634 type is matched against the return type, it does not require its own
10635 name suffix.
10637 For target developers who are defining intrinsics for back-end code
10638 generation, any intrinsic overloads based solely the distinction between
10639 integer or floating point types should not be relied upon for correct
10640 code generation. In such cases, the recommended approach for target
10641 maintainers when defining intrinsics is to create separate integer and
10642 FP intrinsics rather than rely on overloading. For example, if different
10643 codegen is required for ``llvm.target.foo(<4 x i32>)`` and
10644 ``llvm.target.foo(<4 x float>)`` then these should be split into
10645 different intrinsics.
10647 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10648 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10650 .. _int_varargs:
10652 Variable Argument Handling Intrinsics
10653 -------------------------------------
10655 Variable argument support is defined in LLVM with the
10656 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10657 functions. These functions are related to the similarly named macros
10658 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10660 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10661 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10662 does not define what this type is, so all transformations should be
10663 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10665 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10666 variable argument handling intrinsic functions are used.
10668 .. code-block:: llvm
10670     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10671     ; it is merely an i8*.
10672     %struct.va_list = type { i8* }
10674     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10675     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10677     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10678       ; Initialize variable argument processing
10679       %ap = alloca %struct.va_list
10680       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10681       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10683       ; Read a single integer argument
10684       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10686       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10687       %aq = alloca i8*
10688       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10689       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10690       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10692       ; Stop processing of arguments.
10693       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10694       ret i32 %tmp
10695     }
10697     declare void @llvm.va_start(i8*)
10698     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10699     declare void @llvm.va_end(i8*)
10701 .. _int_va_start:
10703 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10704 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10706 Syntax:
10707 """""""
10711       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10713 Overview:
10714 """""""""
10716 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10717 subsequent use by ``va_arg``.
10719 Arguments:
10720 """"""""""
10722 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10724 Semantics:
10725 """"""""""
10727 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10728 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10729 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10730 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10731 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10732 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10733 that out.
10735 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10736 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10738 Syntax:
10739 """""""
10743       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10745 Overview:
10746 """""""""
10748 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10749 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10751 Arguments:
10752 """"""""""
10754 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10756 Semantics:
10757 """"""""""
10759 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10760 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10761 element to which the argument points. Calls to
10762 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10763 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10764 ``llvm.va_end``.
10766 .. _int_va_copy:
10768 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10769 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10771 Syntax:
10772 """""""
10776       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10778 Overview:
10779 """""""""
10781 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10782 from the source argument list to the destination argument list.
10784 Arguments:
10785 """"""""""
10787 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10788 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10790 Semantics:
10791 """"""""""
10793 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10794 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10795 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10796 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10797 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10799 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10800 --------------------------------------
10802 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10803 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10804 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10805 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10807 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10808 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10809 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10810 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10811 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10812 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10814 Experimental Statepoint Intrinsics
10815 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10817 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10818 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10819 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10820 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10821 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10822 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10823 described in :doc:`Statepoints`.
10825 .. _int_gcroot:
10827 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10828 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10830 Syntax:
10831 """""""
10835       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10837 Overview:
10838 """""""""
10840 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10841 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10843 Arguments:
10844 """"""""""
10846 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10847 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10848 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10849 root.
10851 Semantics:
10852 """"""""""
10854 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10855 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10856 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10857 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10858 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10860 .. _int_gcread:
10862 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10863 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10865 Syntax:
10866 """""""
10870       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10872 Overview:
10873 """""""""
10875 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10876 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10877 barriers.
10879 Arguments:
10880 """"""""""
10882 The second argument is the address to read from, which should be an
10883 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10884 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10885 runtime (otherwise null).
10887 Semantics:
10888 """"""""""
10890 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10891 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10892 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10893 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10894 algorithm <gc>`.
10896 .. _int_gcwrite:
10898 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10899 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10901 Syntax:
10902 """""""
10906       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10908 Overview:
10909 """""""""
10911 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10912 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10913 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10915 Arguments:
10916 """"""""""
10918 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10919 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10920 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10921 object, Obj may be null.
10923 Semantics:
10924 """"""""""
10926 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10927 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10928 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10929 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10930 algorithm <gc>`.
10932 Code Generator Intrinsics
10933 -------------------------
10935 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10936 may only be implemented with code generator support.
10938 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10939 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10941 Syntax:
10942 """""""
10946       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10948 Overview:
10949 """""""""
10951 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10952 target-specific value indicating the return address of the current
10953 function or one of its callers.
10955 Arguments:
10956 """"""""""
10958 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10959 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10960 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10961 value.
10963 Semantics:
10964 """"""""""
10966 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10967 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10968 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10969 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10970 used for debugging purposes.
10972 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10973 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10974 of the obvious source-language caller.
10976 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10977 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10979 Syntax:
10980 """""""
10984       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10986 Overview:
10987 """""""""
10989 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10990 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10991 current function is stored.
10993 Semantics:
10994 """"""""""
10996 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10997 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10998 of the obvious source-language caller.
11000 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
11002 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
11003 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11005 Syntax:
11006 """""""
11010       declare i8* @llvm.sponentry()
11012 Overview:
11013 """""""""
11015 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
11016 the entry of the current function calling this intrinsic.
11018 Semantics:
11019 """"""""""
11021 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
11023 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
11024 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11026 Syntax:
11027 """""""
11031       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
11033 Overview:
11034 """""""""
11036 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
11037 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
11039 Arguments:
11040 """"""""""
11042 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
11043 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
11044 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
11045 value.
11047 Semantics:
11048 """"""""""
11050 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
11051 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
11052 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
11053 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
11054 used for debugging purposes.
11056 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
11057 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
11058 of the obvious source-language caller.
11060 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
11061 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11063 Syntax:
11064 """""""
11068       declare void @llvm.localescape(...)
11069       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
11071 Overview:
11072 """""""""
11074 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
11075 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
11076 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
11077 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
11079 Arguments:
11080 """"""""""
11082 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
11083 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
11084 once, and it can only do so from the entry block.
11086 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
11087 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
11088 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
11089 other modules.
11091 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
11092 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
11093 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
11094 pointer in platform-specific ways.
11096 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
11097 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
11099 Semantics:
11100 """"""""""
11102 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
11103 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
11104 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
11105 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
11106 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
11107 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
11108 '``llvm.localrecover``'.
11110 .. _int_read_register:
11111 .. _int_write_register:
11113 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
11114 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11116 Syntax:
11117 """""""
11121       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
11122       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
11123       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
11124       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
11125       !0 = !{!"sp\00"}
11127 Overview:
11128 """""""""
11130 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
11131 provides access to the named register. The register must be valid on
11132 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
11133 with the register being read.
11135 Semantics:
11136 """"""""""
11138 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
11139 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
11140 the current value of the register, where possible.
11142 This is useful to implement named register global variables that need
11143 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
11144 bare-metal programs including OS kernels.
11146 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
11147 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
11148 allocatable registers are not supported.
11150 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
11151 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
11152 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
11153 registers.
11155 .. _int_stacksave:
11157 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
11158 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11160 Syntax:
11161 """""""
11165       declare i8* @llvm.stacksave()
11167 Overview:
11168 """""""""
11170 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
11171 of the function stack, for use with
11172 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
11173 implementing language features like scoped automatic variable sized
11174 arrays in C99.
11176 Semantics:
11177 """"""""""
11179 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
11180 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
11181 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
11182 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
11183 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
11184 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
11185 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
11187 .. _int_stackrestore:
11189 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11190 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11192 Syntax:
11193 """""""
11197       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11199 Overview:
11200 """""""""
11202 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11203 the function stack to the state it was in when the corresponding
11204 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11205 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11206 sized arrays in C99.
11208 Semantics:
11209 """"""""""
11211 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11213 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11215 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11216 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11218 Syntax:
11219 """""""
11223       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11224       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11226 Overview:
11227 """""""""
11229       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11230       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11231       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11232       intendend for use in combination with
11233       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11234       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11235       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11237 Semantics:
11238 """"""""""
11240       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11241       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11242       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11243       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11244       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11245       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11246       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11248       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11249       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11250       compile-time-known constant value.
11252       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11253       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11255 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11256 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11258 Syntax:
11259 """""""
11263       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11265 Overview:
11266 """""""""
11268 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11269 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11270 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11271 its performance characteristics.
11273 Arguments:
11274 """"""""""
11276 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11277 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11278 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11279 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11280 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11281 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11282 arguments must be constant integers.
11284 Semantics:
11285 """"""""""
11287 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11288 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11289 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11290 the processor cache for better performance.
11292 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11293 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11295 Syntax:
11296 """""""
11300       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11302 Overview:
11303 """""""""
11305 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11306 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11307 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11308 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11309 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11310 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11311 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11312 allow correlations of simulation runs.
11314 Arguments:
11315 """"""""""
11317 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11319 Semantics:
11320 """"""""""
11322 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11323 that do not support this intrinsic may ignore it.
11325 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11326 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11328 Syntax:
11329 """""""
11333       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11335 Overview:
11336 """""""""
11338 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11339 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11340 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11341 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11342 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11343 timings.
11345 Semantics:
11346 """"""""""
11348 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11349 memory. Implementations are allowed to either return a application
11350 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11351 is lowered to a constant 0.
11353 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11354 running at and the host platform.
11356 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11357 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11359 Syntax:
11360 """""""
11364       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11366 Overview:
11367 """""""""
11369 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11370 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11371 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11372 flushes the instruction cache.
11374 Semantics:
11375 """"""""""
11377 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11378 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11379 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11380 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11381 privileges.
11383 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11384 time library.
11386 This intrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11387 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11389 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11390 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11392 Syntax:
11393 """""""
11397       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11398                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11400 Overview:
11401 """""""""
11403 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11404 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11405 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11406 program at runtime.
11408 Arguments:
11409 """"""""""
11411 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11412 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11413 (mangled) function name for a set of counters.
11415 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11416 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11417 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11418 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11419 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11421 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11422 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11424 Semantics:
11425 """"""""""
11427 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11428 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11429 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11430 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11431 the ``llvm-profdata`` tool.
11433 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11434 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11436 Syntax:
11437 """""""
11441       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11442                                                   i32 <num-counters>,
11443                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11445 Overview:
11446 """""""""
11448 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11449 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11450 argument to specify the step of the increment.
11452 Arguments:
11453 """"""""""
11454 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11455 intrinsic.
11457 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11459 Semantics:
11460 """"""""""
11461 See description of '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic.
11464 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11465 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11467 Syntax:
11468 """""""
11472       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11473                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11474                                                  i32 <index>)
11476 Overview:
11477 """""""""
11479 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11480 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11481 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11482 instrumented expressions take in a program at runtime.
11484 Arguments:
11485 """"""""""
11487 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11488 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11489 (mangled) function name for a set of counters.
11491 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11492 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11493 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11494 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11496 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11497 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11498 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11499 supported value profiling kinds are enumerated through the
11500 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11501 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11502 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11504 Semantics:
11505 """"""""""
11507 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11508 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11509 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11510 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11511 runtime library with proper arguments.
11513 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11514 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11516 Syntax:
11517 """""""
11521       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11523 Overview:
11524 """""""""
11526 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11527 pointer.
11529 Semantics:
11530 """"""""""
11532 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11533 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11534 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11535 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11536 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11537 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11538 this intrinsic.
11540 Standard C Library Intrinsics
11541 -----------------------------
11543 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11544 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11545 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11546 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11548 .. _int_memcpy:
11550 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11551 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11553 Syntax:
11554 """""""
11556 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11557 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11558 support all bit widths however.
11562       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11563                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11564       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11565                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11567 Overview:
11568 """""""""
11570 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11571 source location to the destination location.
11573 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11574 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11575 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11577 Arguments:
11578 """"""""""
11580 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11581 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11582 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11583 boolean indicating a volatile access.
11585 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11586 for the first and second arguments.
11588 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11589 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11590 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11592 Semantics:
11593 """"""""""
11595 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11596 source location to the destination location, which are not allowed to
11597 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11598 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11599 the argument.
11601 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11602 be appropriately aligned.
11604 .. _int_memmove:
11606 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11607 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11609 Syntax:
11610 """""""
11612 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11613 bit width and for different address space. Not all targets support all
11614 bit widths however.
11618       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11619                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11620       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11621                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11623 Overview:
11624 """""""""
11626 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11627 source location to the destination location. It is similar to the
11628 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11629 overlap.
11631 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11632 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11633 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11635 Arguments:
11636 """"""""""
11638 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11639 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11640 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11641 boolean indicating a volatile access.
11643 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11644 for the first and second arguments.
11646 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11647 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11648 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11650 Semantics:
11651 """"""""""
11653 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11654 source location to the destination location, which may overlap. It
11655 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11656 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11657 the argument.
11659 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11660 be appropriately aligned.
11662 .. _int_memset:
11664 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11665 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11667 Syntax:
11668 """""""
11670 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11671 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11672 support all bit widths.
11676       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11677                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11678       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11679                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11681 Overview:
11682 """""""""
11684 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11685 particular byte value.
11687 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11688 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11689 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11691 Arguments:
11692 """"""""""
11694 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11695 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11696 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11697 is a boolean indicating a volatile access.
11699 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11700 for the first arguments.
11702 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11703 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11704 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11706 Semantics:
11707 """"""""""
11709 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11710 at the destination location. If the argument is known to be
11711 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11712 the argument.
11714 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11715 be appropriately aligned.
11717 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11718 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11720 Syntax:
11721 """""""
11723 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11724 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11725 all types however.
11729       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11730       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11731       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11732       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11733       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11735 Overview:
11736 """""""""
11738 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11740 Arguments:
11741 """"""""""
11743 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11745 Semantics:
11746 """"""""""
11748 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11749 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11750 matches a conforming libm implementation.
11752 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11753 using a less accurate calculation.
11755 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11756 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11758 Syntax:
11759 """""""
11761 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11762 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11763 all types however.
11767       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11768       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11769       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11770       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11771       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11773 Overview:
11774 """""""""
11776 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11777 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11778 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11779 used, the second argument remains a scalar integer value.
11781 Arguments:
11782 """"""""""
11784 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11785 raise to that power.
11787 Semantics:
11788 """"""""""
11790 This function returns the first value raised to the second power with an
11791 unspecified sequence of rounding operations.
11793 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11794 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11796 Syntax:
11797 """""""
11799 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11800 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11801 all types however.
11805       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11806       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11807       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11808       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11809       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11811 Overview:
11812 """""""""
11814 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11816 Arguments:
11817 """"""""""
11819 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11821 Semantics:
11822 """"""""""
11824 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11825 trapping or setting ``errno``.
11827 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11828 using a less accurate calculation.
11830 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11831 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11833 Syntax:
11834 """""""
11836 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11837 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11838 all types however.
11842       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11843       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11844       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11845       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11846       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11848 Overview:
11849 """""""""
11851 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11853 Arguments:
11854 """"""""""
11856 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11858 Semantics:
11859 """"""""""
11861 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11862 trapping or setting ``errno``.
11864 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11865 using a less accurate calculation.
11867 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11868 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11870 Syntax:
11871 """""""
11873 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11874 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11875 all types however.
11879       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11880       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11881       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11882       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11883       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11885 Overview:
11886 """""""""
11888 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11889 specified (positive or negative) power.
11891 Arguments:
11892 """"""""""
11894 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11896 Semantics:
11897 """"""""""
11899 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11900 trapping or setting ``errno``.
11902 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11903 using a less accurate calculation.
11905 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11906 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11908 Syntax:
11909 """""""
11911 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11912 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11913 all types however.
11917       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11918       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11919       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11920       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11921       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11923 Overview:
11924 """""""""
11926 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11927 value.
11929 Arguments:
11930 """"""""""
11932 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11934 Semantics:
11935 """"""""""
11937 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11938 trapping or setting ``errno``.
11940 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11941 using a less accurate calculation.
11943 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11944 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11946 Syntax:
11947 """""""
11949 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11950 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11951 all types however.
11955       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11956       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11957       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11958       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11959       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11961 Overview:
11962 """""""""
11964 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11965 specified value.
11967 Arguments:
11968 """"""""""
11970 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11972 Semantics:
11973 """"""""""
11975 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11976 trapping or setting ``errno``.
11978 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11979 using a less accurate calculation.
11981 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11982 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11984 Syntax:
11985 """""""
11987 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11988 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11989 all types however.
11993       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11994       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11995       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11996       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11997       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11999 Overview:
12000 """""""""
12002 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
12003 value.
12005 Arguments:
12006 """"""""""
12008 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12010 Semantics:
12011 """"""""""
12013 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
12014 trapping or setting ``errno``.
12016 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12017 using a less accurate calculation.
12019 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
12020 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12022 Syntax:
12023 """""""
12025 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
12026 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12027 all types however.
12031       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
12032       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
12033       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
12034       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
12035       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12037 Overview:
12038 """""""""
12040 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
12041 specified value.
12043 Arguments:
12044 """"""""""
12046 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12048 Semantics:
12049 """"""""""
12051 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
12052 trapping or setting ``errno``.
12054 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12055 using a less accurate calculation.
12057 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
12058 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12060 Syntax:
12061 """""""
12063 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
12064 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12065 all types however.
12069       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
12070       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
12071       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
12072       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
12073       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12075 Overview:
12076 """""""""
12078 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
12079 value.
12081 Arguments:
12082 """"""""""
12084 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
12086 Semantics:
12087 """"""""""
12089 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
12090 trapping or setting ``errno``.
12092 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12093 using a less accurate calculation.
12095 .. _int_fma:
12097 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
12098 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12100 Syntax:
12101 """""""
12103 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
12104 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12105 all types however.
12109       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
12110       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
12111       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
12112       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
12113       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
12115 Overview:
12116 """""""""
12118 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
12120 Arguments:
12121 """"""""""
12123 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
12125 Semantics:
12126 """"""""""
12128 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
12129 trapping or setting ``errno``.
12131 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12132 using a less accurate calculation.
12134 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
12135 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12137 Syntax:
12138 """""""
12140 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
12141 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12142 all types however.
12146       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
12147       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
12148       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
12149       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
12150       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
12152 Overview:
12153 """""""""
12155 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
12156 operand.
12158 Arguments:
12159 """"""""""
12161 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12162 type.
12164 Semantics:
12165 """"""""""
12167 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
12168 would, and handles error conditions in the same way.
12170 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
12171 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12173 Syntax:
12174 """""""
12176 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
12177 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12178 all types however.
12182       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
12183       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12184       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12185       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12186       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12188 Overview:
12189 """""""""
12191 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12192 arguments.
12195 Arguments:
12196 """"""""""
12198 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12199 type.
12201 Semantics:
12202 """"""""""
12204 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12205 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12207 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12208 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12209 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12210 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12211 return either -0.0 or 0.0.
12213 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12214 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12215 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12216 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12217 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12218 ``llvm.canonicalize``).
12221 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12222 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12224 Syntax:
12225 """""""
12227 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12228 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12229 all types however.
12233       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12234       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12235       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12236       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12237       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12239 Overview:
12240 """""""""
12242 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12243 arguments.
12246 Arguments:
12247 """"""""""
12249 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12250 type.
12252 Semantics:
12253 """"""""""
12254 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12255 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12257 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12258 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12259 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12260 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12261 return either -0.0 or 0.0.
12263 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12264 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12265 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12266 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12267 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12268 ``llvm.canonicalize``).
12270 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12271 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12273 Syntax:
12274 """""""
12276 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12277 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12278 all types however.
12282       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12283       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12284       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12285       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12286       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12288 Overview:
12289 """""""""
12291 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12292 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12295 Arguments:
12296 """"""""""
12298 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12299 type.
12301 Semantics:
12302 """"""""""
12303 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12304 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12305 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12306 IEEE 754-2018.
12308 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12309 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12311 Syntax:
12312 """""""
12314 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12315 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12316 all types however.
12320       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12321       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12322       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12323       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12324       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12326 Overview:
12327 """""""""
12329 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12330 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12333 Arguments:
12334 """"""""""
12336 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12337 type.
12339 Semantics:
12340 """"""""""
12341 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12342 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12343 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12344 IEEE 754-2018.
12346 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12347 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12349 Syntax:
12350 """""""
12352 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12353 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12354 all types however.
12358       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12359       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12360       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12361       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12362       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12364 Overview:
12365 """""""""
12367 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12368 first operand and the sign of the second operand.
12370 Arguments:
12371 """"""""""
12373 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12374 type.
12376 Semantics:
12377 """"""""""
12379 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12380 functions would, and handles error conditions in the same way.
12382 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12383 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12385 Syntax:
12386 """""""
12388 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12389 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12390 all types however.
12394       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12395       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12396       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12397       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12398       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12400 Overview:
12401 """""""""
12403 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12405 Arguments:
12406 """"""""""
12408 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12409 type.
12411 Semantics:
12412 """"""""""
12414 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12415 would, and handles error conditions in the same way.
12417 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12418 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12420 Syntax:
12421 """""""
12423 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12424 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12425 all types however.
12429       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12430       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12431       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12432       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12433       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12435 Overview:
12436 """""""""
12438 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12440 Arguments:
12441 """"""""""
12443 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12444 type.
12446 Semantics:
12447 """"""""""
12449 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12450 would, and handles error conditions in the same way.
12452 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12453 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12455 Syntax:
12456 """""""
12458 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12459 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12460 all types however.
12464       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12465       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12466       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12467       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12468       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12470 Overview:
12471 """""""""
12473 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12474 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12476 Arguments:
12477 """"""""""
12479 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12480 type.
12482 Semantics:
12483 """"""""""
12485 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12486 would, and handles error conditions in the same way.
12488 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12489 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12491 Syntax:
12492 """""""
12494 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12495 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12496 all types however.
12500       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12501       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12502       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12503       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12504       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12506 Overview:
12507 """""""""
12509 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12510 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12511 operand isn't an integer.
12513 Arguments:
12514 """"""""""
12516 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12517 type.
12519 Semantics:
12520 """"""""""
12522 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12523 would, and handles error conditions in the same way.
12525 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12526 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12528 Syntax:
12529 """""""
12531 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12532 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12533 all types however.
12537       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12538       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12539       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12540       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12541       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12543 Overview:
12544 """""""""
12546 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12547 nearest integer.
12549 Arguments:
12550 """"""""""
12552 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12553 type.
12555 Semantics:
12556 """"""""""
12558 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12559 functions would, and handles error conditions in the same way.
12561 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12562 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12564 Syntax:
12565 """""""
12567 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12568 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12569 all types however.
12573       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12574       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12575       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12576       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12577       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12579 Overview:
12580 """""""""
12582 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12583 nearest integer.
12585 Arguments:
12586 """"""""""
12588 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12589 type.
12591 Semantics:
12592 """"""""""
12594 This function returns the same values as the libm ``round``
12595 functions would, and handles error conditions in the same way.
12597 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12598 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12600 Syntax:
12601 """""""
12603 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12604 floating-point type. Not all targets support all types however.
12608       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12609       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12610       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12611       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12612       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12614       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12615       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12616       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12617       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12618       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12620 Overview:
12621 """""""""
12623 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12624 nearest integer.
12626 Arguments:
12627 """"""""""
12629 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12631 Semantics:
12632 """"""""""
12634 This function returns the same values as the libm ``lround``
12635 functions would, but without setting errno.
12637 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12638 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12640 Syntax:
12641 """""""
12643 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12644 floating-point type. Not all targets support all types however.
12648       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12649       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12650       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12651       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12652       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12654 Overview:
12655 """""""""
12657 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12658 nearest integer.
12660 Arguments:
12661 """"""""""
12663 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12665 Semantics:
12666 """"""""""
12668 This function returns the same values as the libm ``llround``
12669 functions would, but without setting errno.
12671 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12672 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12674 Syntax:
12675 """""""
12677 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12678 floating-point type. Not all targets support all types however.
12682       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12683       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12684       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12685       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12686       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12688       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12689       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12690       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12691       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12692       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12694 Overview:
12695 """""""""
12697 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12698 nearest integer.
12700 Arguments:
12701 """"""""""
12703 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12705 Semantics:
12706 """"""""""
12708 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12709 functions would, but without setting errno.
12711 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12712 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12714 Syntax:
12715 """""""
12717 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12718 floating-point type. Not all targets support all types however.
12722       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12723       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12724       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12725       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12726       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12728 Overview:
12729 """""""""
12731 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12732 nearest integer.
12734 Arguments:
12735 """"""""""
12737 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12739 Semantics:
12740 """"""""""
12742 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12743 functions would, but without setting errno.
12745 Bit Manipulation Intrinsics
12746 ---------------------------
12748 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12749 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12751 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12752 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12754 Syntax:
12755 """""""
12757 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12758 integer type.
12762       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12763       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12764       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12765       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12767 Overview:
12768 """""""""
12770 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12771 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12772 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12774 Semantics:
12775 """"""""""
12777 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12778 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12779 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12780 basis and the element order is not affected.
12782 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12783 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12785 Syntax:
12786 """""""
12788 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12789 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12793       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12794       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12795       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12796       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12798 Overview:
12799 """""""""
12801 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12802 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12803 multiple of 16 bits).
12805 Semantics:
12806 """"""""""
12808 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12809 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12810 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12811 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12812 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12813 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12814 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12815 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12816 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12818 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12819 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12821 Syntax:
12822 """""""
12824 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12825 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12826 support all bit widths or vector types, however.
12830       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12831       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12832       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12833       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12834       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12835       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12837 Overview:
12838 """""""""
12840 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12841 in a value.
12843 Arguments:
12844 """"""""""
12846 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12847 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12848 match the argument type.
12850 Semantics:
12851 """"""""""
12853 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12854 each element of a vector.
12856 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12857 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12859 Syntax:
12860 """""""
12862 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12863 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12864 targets support all bit widths or vector types, however.
12868       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12869       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12870       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12871       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12872       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12873       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12875 Overview:
12876 """""""""
12878 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12879 leading zeros in a variable.
12881 Arguments:
12882 """"""""""
12884 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12885 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12886 type must match the first argument type.
12888 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12889 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12890 defined result. Historically some architectures did not provide a
12891 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12892 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12894 Semantics:
12895 """"""""""
12897 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12898 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12899 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12900 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12901 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12903 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12904 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12906 Syntax:
12907 """""""
12909 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12910 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12911 support all bit widths or vector types, however.
12915       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12916       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12917       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12918       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12919       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12920       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12922 Overview:
12923 """""""""
12925 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12926 trailing zeros.
12928 Arguments:
12929 """"""""""
12931 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12932 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12933 type must match the first argument type.
12935 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12936 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12937 defined result. Historically some architectures did not provide a
12938 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12939 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12941 Semantics:
12942 """"""""""
12944 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12945 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12946 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12947 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12948 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12950 .. _int_overflow:
12952 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12953 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12955 Syntax:
12956 """""""
12958 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12959 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12960 support all bit widths or vector types, however.
12964       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12965       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12966       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12968 Overview:
12969 """""""""
12971 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12972 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12973 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12974 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12975 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12976 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12977 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12978 modulo the element size of the arguments.
12980 Arguments:
12981 """"""""""
12983 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12984 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12985 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12986 have the same type.
12988 Example:
12989 """"""""
12991 .. code-block:: text
12993       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12994       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12995       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12996       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12998 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12999 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13001 Syntax:
13002 """""""
13004 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
13005 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
13006 support all bit widths or vector types, however.
13010       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
13011       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
13012       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
13014 Overview:
13015 """""""""
13017 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
13018 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
13019 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
13020 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
13021 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
13022 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
13023 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
13024 modulo the element size of the arguments.
13026 Arguments:
13027 """"""""""
13029 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
13030 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
13031 vector with integer element type. All arguments and the return value must
13032 have the same type.
13034 Example:
13035 """"""""
13037 .. code-block:: text
13039       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
13040       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
13041       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
13042       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
13044 Arithmetic with Overflow Intrinsics
13045 -----------------------------------
13047 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
13049 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
13050 element of this struct contains the result of the corresponding
13051 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
13052 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
13053 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
13054 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
13055 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
13057 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
13058 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
13059 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
13060 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
13061 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
13062 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
13063 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
13065 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
13066 values.
13068 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13069 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13071 Syntax:
13072 """""""
13074 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
13075 on any integer bit width or vectors of integers.
13079       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13080       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13081       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13082       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13084 Overview:
13085 """""""""
13087 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13088 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
13089 occurred during the signed summation.
13091 Arguments:
13092 """"""""""
13094 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13095 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13096 bit width. The second element of the result structure must be of type
13097 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13098 addition.
13100 Semantics:
13101 """"""""""
13103 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13104 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
13105 first element of which is the signed summation, and the second element
13106 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
13107 overflow.
13109 Examples:
13110 """""""""
13112 .. code-block:: llvm
13114       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13115       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13116       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13117       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13119 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13120 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13122 Syntax:
13123 """""""
13125 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
13126 on any integer bit width or vectors of integers.
13130       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13131       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13132       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13133       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13135 Overview:
13136 """""""""
13138 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13139 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
13140 occurred during the unsigned summation.
13142 Arguments:
13143 """"""""""
13145 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13146 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13147 bit width. The second element of the result structure must be of type
13148 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13149 addition.
13151 Semantics:
13152 """"""""""
13154 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13155 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
13156 first element of which is the sum, and the second element of which is a
13157 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
13159 Examples:
13160 """""""""
13162 .. code-block:: llvm
13164       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13165       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13166       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13167       br i1 %obit, label %carry, label %normal
13169 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
13170 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13172 Syntax:
13173 """""""
13175 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
13176 on any integer bit width or vectors of integers.
13180       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13181       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13182       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13183       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13185 Overview:
13186 """""""""
13188 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13189 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13190 overflow occurred during the signed subtraction.
13192 Arguments:
13193 """"""""""
13195 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13196 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13197 bit width. The second element of the result structure must be of type
13198 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13199 subtraction.
13201 Semantics:
13202 """"""""""
13204 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13205 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13206 first element of which is the subtraction, and the second element of
13207 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13208 overflow.
13210 Examples:
13211 """""""""
13213 .. code-block:: llvm
13215       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13216       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13217       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13218       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13220 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13221 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13223 Syntax:
13224 """""""
13226 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13227 on any integer bit width or vectors of integers.
13231       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13232       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13233       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13234       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13236 Overview:
13237 """""""""
13239 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13240 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13241 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13243 Arguments:
13244 """"""""""
13246 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13247 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13248 bit width. The second element of the result structure must be of type
13249 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13250 subtraction.
13252 Semantics:
13253 """"""""""
13255 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13256 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13257 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13258 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13259 overflow.
13261 Examples:
13262 """""""""
13264 .. code-block:: llvm
13266       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13267       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13268       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13269       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13271 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13272 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13274 Syntax:
13275 """""""
13277 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13278 on any integer bit width or vectors of integers.
13282       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13283       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13284       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13285       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13287 Overview:
13288 """""""""
13290 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13291 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13292 overflow occurred during the signed multiplication.
13294 Arguments:
13295 """"""""""
13297 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13298 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13299 bit width. The second element of the result structure must be of type
13300 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13301 multiplication.
13303 Semantics:
13304 """"""""""
13306 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13307 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13308 the first element of which is the multiplication, and the second element
13309 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13310 overflow.
13312 Examples:
13313 """""""""
13315 .. code-block:: llvm
13317       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13318       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13319       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13320       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13322 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13323 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13325 Syntax:
13326 """""""
13328 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13329 on any integer bit width or vectors of integers.
13333       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13334       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13335       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13336       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13338 Overview:
13339 """""""""
13341 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13342 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13343 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13345 Arguments:
13346 """"""""""
13348 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13349 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13350 bit width. The second element of the result structure must be of type
13351 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13352 multiplication.
13354 Semantics:
13355 """"""""""
13357 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13358 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13359 the first element of which is the multiplication, and the second
13360 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13361 resulted in an overflow.
13363 Examples:
13364 """""""""
13366 .. code-block:: llvm
13368       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13369       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13370       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13371       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13373 Saturation Arithmetic Intrinsics
13374 ---------------------------------
13376 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13377 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13378 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13379 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13380 minimum.
13383 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13384 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13386 Syntax
13387 """""""
13389 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13390 on any integer bit width or vectors of integers.
13394       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13395       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13396       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13397       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13399 Overview
13400 """""""""
13402 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13403 saturation addition on the 2 arguments.
13405 Arguments
13406 """"""""""
13408 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13409 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13410 values that will undergo signed addition.
13412 Semantics:
13413 """"""""""
13415 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13416 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13417 smallest signed value representable by this bit width.
13420 Examples
13421 """""""""
13423 .. code-block:: llvm
13425       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13426       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13427       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13428       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13431 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13432 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13434 Syntax
13435 """""""
13437 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13438 on any integer bit width or vectors of integers.
13442       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13443       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13444       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13445       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13447 Overview
13448 """""""""
13450 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13451 saturation addition on the 2 arguments.
13453 Arguments
13454 """"""""""
13456 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13457 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13458 values that will undergo unsigned addition.
13460 Semantics:
13461 """"""""""
13463 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13464 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13465 operation, the result will never saturate towards zero.
13468 Examples
13469 """""""""
13471 .. code-block:: llvm
13473       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13474       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13475       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13478 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13479 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13481 Syntax
13482 """""""
13484 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13485 on any integer bit width or vectors of integers.
13489       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13490       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13491       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13492       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13494 Overview
13495 """""""""
13497 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13498 saturation subtraction on the 2 arguments.
13500 Arguments
13501 """"""""""
13503 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13504 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13505 values that will undergo signed subtraction.
13507 Semantics:
13508 """"""""""
13510 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13511 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13512 smallest signed value representable by this bit width.
13515 Examples
13516 """""""""
13518 .. code-block:: llvm
13520       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13521       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13522       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13523       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13526 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13527 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13529 Syntax
13530 """""""
13532 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13533 on any integer bit width or vectors of integers.
13537       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13538       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13539       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13540       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13542 Overview
13543 """""""""
13545 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13546 saturation subtraction on the 2 arguments.
13548 Arguments
13549 """"""""""
13551 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13552 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13553 values that will undergo unsigned subtraction.
13555 Semantics:
13556 """"""""""
13558 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13559 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13560 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13561 the largest possible value representable by this bit width.
13564 Examples
13565 """""""""
13567 .. code-block:: llvm
13569       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13570       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13573 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13574 ---------------------------------
13576 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13577 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13578 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13579 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13580 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13581 of the same scale, specified as the third argument.
13583 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13584 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13585 multplication can be represented as
13588         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13590         ; Expands to
13591         %a2 = sext i4 %a to i8
13592         %b2 = sext i4 %b to i8
13593         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13594         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13595         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13596         %result = trunc i8 %r to i4
13598 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13599 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13600 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13601 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13602 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13603 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13604 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13605 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13606 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13607 be less than 1/2^(scale).
13610 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13613 Syntax
13614 """""""
13616 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13617 on any integer bit width or vectors of integers.
13621       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13622       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13623       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13624       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13626 Overview
13627 """""""""
13629 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13630 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13632 Arguments
13633 """"""""""
13635 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13636 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13637 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13638 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13639 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13640 integer.
13642 Semantics:
13643 """"""""""
13645 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13646 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13647 in the third argument.
13649 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13650 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13651 direction is unspecified.
13653 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13654 the fixed point type.
13657 Examples
13658 """""""""
13660 .. code-block:: llvm
13662       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13663       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13664       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13666       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13667       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13670 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13671 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13673 Syntax
13674 """""""
13676 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13677 on any integer bit width or vectors of integers.
13681       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13682       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13683       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13684       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13686 Overview
13687 """""""""
13689 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13690 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13692 Arguments
13693 """"""""""
13695 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13696 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13697 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13698 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13699 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13700 integer.
13702 Semantics:
13703 """"""""""
13705 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13706 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13707 in the third argument.
13709 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13710 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13711 direction is unspecified.
13713 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13714 the fixed point type.
13717 Examples
13718 """""""""
13720 .. code-block:: llvm
13722       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13723       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13725       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13726       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13729 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13730 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13732 Syntax
13733 """""""
13735 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13736 on any integer bit width or vectors of integers.
13740       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13741       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13742       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13743       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13745 Overview
13746 """""""""
13748 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13749 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13751 Arguments
13752 """"""""""
13754 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13755 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13756 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13757 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13758 integer.
13760 Semantics:
13761 """"""""""
13763 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13764 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13765 in the third argument.
13767 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13768 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13769 direction is unspecified.
13771 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13772 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13773 smallest signed value representable by this bit width.
13776 Examples
13777 """""""""
13779 .. code-block:: llvm
13781       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13782       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13783       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13785       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13786       %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)
13788       ; Saturation
13789       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13790       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 4, i32 2)  ; %res = 7
13791       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 5, i32 2)  ; %res = -8
13792       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 1)  ; %res = 7
13794       ; Scale can affect the saturation result
13795       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13796       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13799 '``llvm.umul.fix.sat.*``' Intrinsics
13800 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13802 Syntax
13803 """""""
13805 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix.sat``
13806 on any integer bit width or vectors of integers.
13810       declare i16 @llvm.umul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13811       declare i32 @llvm.umul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13812       declare i64 @llvm.umul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13813       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13815 Overview
13816 """""""""
13818 The '``llvm.umul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13819 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13821 Arguments
13822 """"""""""
13824 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13825 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13826 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13827 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13828 integer.
13830 Semantics:
13831 """"""""""
13833 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13834 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13835 in the third argument.
13837 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13838 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13839 direction is unspecified.
13841 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13842 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13843 smallest unsigned value representable by this bit width (zero).
13846 Examples
13847 """""""""
13849 .. code-block:: llvm
13851       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13852       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13854       ; The result in the following could be rounded down to 2 or up to 2.5
13855       %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)
13857       ; Saturation
13858       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 2, i32 0)  ; %res = 15 (8 x 2 -> clamped to 15)
13859       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 8, i4 8, i32 2)  ; %res = 15 (2 x 2 -> clamped to 3.75)
13861       ; Scale can affect the saturation result
13862       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13863       %res = call i4 @llvm.umul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13866 Specialised Arithmetic Intrinsics
13867 ---------------------------------
13869 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13872 Syntax:
13873 """""""
13877       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13878       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13880 Overview:
13881 """""""""
13883 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13884 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13885 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13886 defined by IEEE-754-2008 to be:
13890       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13891       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13892       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13894 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13895 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13896 according to section 6.2.
13898 Examples of non-canonical encodings:
13900 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13901   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13902 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13903   encodings.
13904 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13905   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13906   a zero of the same sign by this operation.
13908 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13909 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13910 quiet NaN result.
13912 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13913 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13914 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13915 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13917 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13919 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13920 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13921   to ``(x == y)``
13923 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13924 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13926 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13927 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13928 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13929 usual methods.
13931 The canonicalization operation may be optimized away if:
13933 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13934   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13935 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13936   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13938 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13939 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13941 Syntax:
13942 """""""
13946       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13947       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13949 Overview:
13950 """""""""
13952 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13953 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13954 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13955 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13956 and add instructions.
13958 Arguments:
13959 """"""""""
13961 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13962 multiplicands, a and b, and an addend c.
13964 Semantics:
13965 """"""""""
13967 The expression:
13971       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13973 is equivalent to the expression a \* b + c, except that it is unspecified
13974 whether rounding will be performed between the multiplication and addition
13975 steps. Fusion is not guaranteed, even if the target platform supports it.
13976 If a fused multiply-add is required, the corresponding
13977 :ref:`llvm.fma <int_fma>` intrinsic function should be used instead.
13978 This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13980 Examples:
13981 """""""""
13983 .. code-block:: llvm
13985       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13988 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13989 ----------------------------------------
13991 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13992 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13993 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13994 scalar result of the same element type.
13997 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13998 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14000 Syntax:
14001 """""""
14005       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %a)
14006       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %a)
14008 Overview:
14009 """""""""
14011 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
14012 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14013 the element-type of the vector input.
14015 Arguments:
14016 """"""""""
14017 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14019 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' Intrinsic
14020 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14022 Syntax:
14023 """""""
14027       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14028       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14030 Overview:
14031 """""""""
14033 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
14034 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14035 matches the element-type of the vector input.
14037 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14038 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14039 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14040 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14043 Arguments:
14044 """"""""""
14045 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14046 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14047 The second argument must be a vector of floating-point values.
14049 Examples:
14050 """""""""
14054       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float 0.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14055       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14058 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
14059 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14061 Syntax:
14062 """""""
14066       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %a)
14067       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v2i64(<2 x i64> %a)
14069 Overview:
14070 """""""""
14072 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
14073 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14074 the element-type of the vector input.
14076 Arguments:
14077 """"""""""
14078 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14080 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' Intrinsic
14081 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14083 Syntax:
14084 """""""
14088       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
14089       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
14091 Overview:
14092 """""""""
14094 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
14095 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14096 matches the element-type of the vector input.
14098 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
14099 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
14100 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
14101 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
14104 Arguments:
14105 """"""""""
14106 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
14107 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
14108 The second argument must be a vector of floating-point values.
14110 Examples:
14111 """""""""
14115       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float 1.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
14116       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
14118 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
14119 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14121 Syntax:
14122 """""""
14126       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.v4i32(<4 x i32> %a)
14128 Overview:
14129 """""""""
14131 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
14132 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14133 the element-type of the vector input.
14135 Arguments:
14136 """"""""""
14137 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14139 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
14140 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14142 Syntax:
14143 """""""
14147       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.v4i32(<4 x i32> %a)
14149 Overview:
14150 """""""""
14152 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
14153 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
14154 element-type of the vector input.
14156 Arguments:
14157 """"""""""
14158 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14160 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
14161 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14163 Syntax:
14164 """""""
14168       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %a)
14170 Overview:
14171 """""""""
14173 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
14174 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
14175 the element-type of the vector input.
14177 Arguments:
14178 """"""""""
14179 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14181 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
14182 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14184 Syntax:
14185 """""""
14189       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %a)
14191 Overview:
14192 """""""""
14194 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
14195 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14196 matches the element-type of the vector input.
14198 Arguments:
14199 """"""""""
14200 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14202 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
14203 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14205 Syntax:
14206 """""""
14210       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.v4i32(<4 x i32> %a)
14212 Overview:
14213 """""""""
14215 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
14216 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14217 matches the element-type of the vector input.
14219 Arguments:
14220 """"""""""
14221 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14223 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
14224 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14226 Syntax:
14227 """""""
14231       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.v4i32(<4 x i32> %a)
14233 Overview:
14234 """""""""
14236 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
14237 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14238 return type matches the element-type of the vector input.
14240 Arguments:
14241 """"""""""
14242 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14244 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
14245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14247 Syntax:
14248 """""""
14252       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.v4i32(<4 x i32> %a)
14254 Overview:
14255 """""""""
14257 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14258 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14259 return type matches the element-type of the vector input.
14261 Arguments:
14262 """"""""""
14263 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14265 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14266 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14268 Syntax:
14269 """""""
14273       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v4f32(<4 x float> %a)
14274       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v2f64(<2 x double> %a)
14276 Overview:
14277 """""""""
14279 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14280 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14281 matches the element-type of the vector input.
14283 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14284 assume that NaNs are not present in the input vector.
14286 Arguments:
14287 """"""""""
14288 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14290 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14291 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14293 Syntax:
14294 """""""
14298       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v4f32(<4 x float> %a)
14299       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v2f64(<2 x double> %a)
14301 Overview:
14302 """""""""
14304 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14305 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14306 matches the element-type of the vector input.
14308 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14309 assume that NaNs are not present in the input vector.
14311 Arguments:
14312 """"""""""
14313 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14315 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14316 ----------------------------------------
14318 For most target platforms, half precision floating-point is a
14319 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14320 but does not support computation in the format.
14322 This means that code must first load the half-precision floating-point
14323 value as an i16, then convert it to float with
14324 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14325 then be performed on the float value (including extending to double
14326 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14327 if needed, then converted to i16 with
14328 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14329 i16 value.
14331 .. _int_convert_to_fp16:
14333 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14334 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14336 Syntax:
14337 """""""
14341       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14342       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14344 Overview:
14345 """""""""
14347 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14348 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14350 Arguments:
14351 """"""""""
14353 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14354 converted.
14356 Semantics:
14357 """"""""""
14359 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14360 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14361 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14363 Examples:
14364 """""""""
14366 .. code-block:: llvm
14368       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14369       store i16 %res, i16* @x, align 2
14371 .. _int_convert_from_fp16:
14373 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14374 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14376 Syntax:
14377 """""""
14381       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14382       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14384 Overview:
14385 """""""""
14387 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14388 conversion from half precision floating-point format to single precision
14389 floating-point format.
14391 Arguments:
14392 """"""""""
14394 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14395 converted.
14397 Semantics:
14398 """"""""""
14400 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14401 conversion from half single precision floating-point format to single
14402 precision floating-point format. The input half-float value is
14403 represented by an ``i16`` value.
14405 Examples:
14406 """""""""
14408 .. code-block:: llvm
14410       %a = load i16, i16* @x, align 2
14411       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14413 .. _dbg_intrinsics:
14415 Debugger Intrinsics
14416 -------------------
14418 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14419 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14420 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14421 document.
14423 Exception Handling Intrinsics
14424 -----------------------------
14426 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14427 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14428 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14430 .. _int_trampoline:
14432 Trampoline Intrinsics
14433 ---------------------
14435 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14436 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14437 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14438 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14439 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14440 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14441 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14442 extension.
14444 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14445 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14446 It can be created as follows:
14448 .. code-block:: llvm
14450       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14451       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14452       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14453       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14454       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14456 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14457 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14459 .. _int_it:
14461 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14464 Syntax:
14465 """""""
14469       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14471 Overview:
14472 """""""""
14474 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14475 turning it into a trampoline.
14477 Arguments:
14478 """"""""""
14480 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14481 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14482 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14483 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14484 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14485 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14486 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14487 bitcast to an ``i8*``.
14489 Semantics:
14490 """"""""""
14492 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14493 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14494 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14495 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14496 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14497 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14498 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14499 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14500 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14501 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14502 modified, then the effect of any later call to the returned function
14503 pointer is undefined.
14505 .. _int_at:
14507 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14508 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14510 Syntax:
14511 """""""
14515       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14517 Overview:
14518 """""""""
14520 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14521 a trampoline (passed as ``tramp``).
14523 Arguments:
14524 """"""""""
14526 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14527 code filled in by a previous call to
14528 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14530 Semantics:
14531 """"""""""
14533 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14534 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14535 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14536 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14537 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14539 .. _int_mload_mstore:
14541 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14542 ---------------------------------------
14544 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.
14546 .. _int_mload:
14548 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14549 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14551 Syntax:
14552 """""""
14553 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14557       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14558       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14559       ;; The data is a vector of pointers to double
14560       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14561       ;; The data is a vector of function pointers
14562       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>)
14564 Overview:
14565 """""""""
14567 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.
14570 Arguments:
14571 """"""""""
14573 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.
14576 Semantics:
14577 """"""""""
14579 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.
14580 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.
14585        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14587        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14588        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14589        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14591 .. _int_mstore:
14593 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14594 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14596 Syntax:
14597 """""""
14598 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14602        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14603        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14604        ;; The data is a vector of pointers to double
14605        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14606        ;; The data is a vector of function pointers
14607        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14609 Overview:
14610 """""""""
14612 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.
14614 Arguments:
14615 """"""""""
14617 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.
14620 Semantics:
14621 """"""""""
14623 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.
14624 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.
14628        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14630        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14631        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14632        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14633        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14636 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14637 -------------------------------------------
14639 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.
14641 .. _int_mgather:
14643 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14644 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14646 Syntax:
14647 """""""
14648 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.
14652       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14653       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>)
14654       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14656 Overview:
14657 """""""""
14659 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.
14662 Arguments:
14663 """"""""""
14665 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.
14668 Semantics:
14669 """"""""""
14671 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.
14672 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.
14677        %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)
14679        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14680        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14681        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14682        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14683        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14685        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14686        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14687        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14688        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14690        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14691        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14692        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14693        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14695 .. _int_mscatter:
14697 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14698 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14700 Syntax:
14701 """""""
14702 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.
14706        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14707        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14708        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14710 Overview:
14711 """""""""
14713 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.
14715 Arguments:
14716 """"""""""
14718 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.
14721 Semantics:
14722 """"""""""
14724 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.
14728        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14729        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14731        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14732        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14733        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14734        ..
14735        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14736        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14737        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14738        ..
14739        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14740        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14741        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14742        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14743        ..
14744        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14747 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14748 -------------------------------------------------------------
14750 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>`.
14752 .. _int_expandload:
14754 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14755 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14757 Syntax:
14758 """""""
14759 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.
14763       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14764       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14766 Overview:
14767 """""""""
14769 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.
14772 Arguments:
14773 """"""""""
14775 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.
14777 Semantics:
14778 """"""""""
14780 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:
14782 .. code-block:: c
14784     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14785     double *A, B; int *C;
14786     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14787       if (C[i] != 0)
14788         A[i] = B[j++];
14789     }
14792 .. code-block:: llvm
14794     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14795     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14796     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14797     ; Store the result in A
14798     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14800     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14801     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14802     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14803     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14804     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14807 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14808 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14810 .. _int_compressstore:
14812 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14813 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14815 Syntax:
14816 """""""
14817 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.
14821       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14822       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14824 Overview:
14825 """""""""
14827 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.
14829 Arguments:
14830 """"""""""
14832 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.
14835 Semantics:
14836 """"""""""
14838 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:
14840 .. code-block:: c
14842     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14843     double *A, B; int *C;
14844     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14845       if (C[i] != 0)
14846         B[j++] = A[i]
14847     }
14850 .. code-block:: llvm
14852     ; Load elements from A.
14853     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14854     ; Store all selected elements consecutively in array B
14855     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14857     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14858     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14859     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14860     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14861     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14864 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14867 Memory Use Markers
14868 ------------------
14870 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14871 memory objects and ranges where variables are immutable.
14873 .. _int_lifestart:
14875 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14876 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14878 Syntax:
14879 """""""
14883       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14885 Overview:
14886 """""""""
14888 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14889 object's lifetime.
14891 Arguments:
14892 """"""""""
14894 The first argument is a constant integer representing the size of the
14895 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14896 to the object.
14898 Semantics:
14899 """"""""""
14901 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14902 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14903 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14904 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14906 .. _int_lifeend:
14908 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14909 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14911 Syntax:
14912 """""""
14916       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14918 Overview:
14919 """""""""
14921 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14922 object's lifetime.
14924 Arguments:
14925 """"""""""
14927 The first argument is a constant integer representing the size of the
14928 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14929 to the object.
14931 Semantics:
14932 """"""""""
14934 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14935 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14936 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14937 object following this intrinsic may be removed as dead.
14939 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14940 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14942 Syntax:
14943 """""""
14944 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14948       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14950 Overview:
14951 """""""""
14953 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14954 a memory object will not change.
14956 Arguments:
14957 """"""""""
14959 The first argument is a constant integer representing the size of the
14960 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14961 to the object.
14963 Semantics:
14964 """"""""""
14966 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14967 the return value, the referenced memory location is constant and
14968 unchanging.
14970 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14971 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14973 Syntax:
14974 """""""
14975 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14979       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14981 Overview:
14982 """""""""
14984 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14985 memory object are mutable.
14987 Arguments:
14988 """"""""""
14990 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14991 The second argument is a constant integer representing the size of the
14992 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14993 pointer to the object.
14995 Semantics:
14996 """"""""""
14998 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
15000 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
15001 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15003 Syntax:
15004 """""""
15005 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
15006 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
15007 argument.
15011       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15013 Overview:
15014 """""""""
15016 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15017 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
15018 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
15019 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
15020 future.
15023 Arguments:
15024 """"""""""
15026 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15027 to the memory.
15029 Semantics:
15030 """"""""""
15032 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
15033 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
15034 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
15036 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
15037 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15039 Syntax:
15040 """""""
15041 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
15042 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
15043 argument.
15047       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
15049 Overview:
15050 """""""""
15052 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
15053 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
15054 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
15055 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
15058 Arguments:
15059 """"""""""
15061 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
15062 to the memory.
15064 Semantics:
15065 """"""""""
15067 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
15068 ``invariant.group`` metadata.
15069 It does not read any memory and can be speculated.
15073 .. _constrainedfp:
15075 Constrained Floating-Point Intrinsics
15076 -------------------------------------
15078 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
15079 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
15080 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
15081 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
15082 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
15083 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
15084 optimize FP code when the default behavior is used.
15086 If any FP operation in a function is constrained then they all must be
15087 constrained. This is required for correct LLVM IR. Optimizations that
15088 move code around can create miscompiles if mixing of constrained and normal
15089 operations is done. The correct way to mix constrained and less constrained
15090 operations is to use the rounding mode and exception handling metadata to
15091 mark constrained intrinsics as having LLVM's default behavior.
15093 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation. The
15094 data arguments and the return value are the same as the corresponding FP
15095 operation.
15097 The rounding mode argument is a metadata string specifying what 
15098 assumptions, if any, the optimizer can make when transforming constant 
15099 values. Some constrained FP intrinsics omit this argument. If required 
15100 by the intrinsic, this argument must be one of the following strings:
15104       "round.dynamic"
15105       "round.tonearest"
15106       "round.downward"
15107       "round.upward"
15108       "round.towardzero"
15110 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
15111 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
15112 depend on rounding mode may be performed in this case.
15114 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
15115 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
15116 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
15117 with the specified rounding mode.
15119 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
15120 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
15121 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
15122 transformation is legal for all other rounding modes.
15124 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
15125 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
15126 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
15127 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
15128 runtime results in undefined behavior.
15130 The exception behavior argument is a metadata string describing the floating
15131 point exception semantics that required for the intrinsic. This argument
15132 must be one of the following strings:
15136       "fpexcept.ignore"
15137       "fpexcept.maytrap"
15138       "fpexcept.strict"
15140 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
15141 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
15142 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
15143 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
15144 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
15145 other possible values of this argument.
15147 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
15148 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
15149 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
15150 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
15151 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
15152 folding.
15154 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
15155 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
15156 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
15157 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
15158 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
15159 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
15160 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
15161 unmasks FP exceptions.
15163 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
15164 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
15165 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
15166 time.
15168 Proper :ref:`function attributes <fnattrs>` usage is required for the
15169 constrained intrinsics to function correctly.
15171 All function *calls* done in a function that uses constrained floating
15172 point intrinsics must have the ``strictfp`` attribute.
15174 All function *definitions* that use constrained floating point intrinsics
15175 must have the ``strictfp`` attribute.
15177 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
15178 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15180 Syntax:
15181 """""""
15185       declare <type>
15186       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
15187                                           metadata <rounding mode>,
15188                                           metadata <exception behavior>)
15190 Overview:
15191 """""""""
15193 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
15194 two operands.
15197 Arguments:
15198 """"""""""
15200 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
15201 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15202 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15204 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15205 behavior as described above.
15207 Semantics:
15208 """"""""""
15210 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
15211 the same type as the operands.
15214 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
15215 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15217 Syntax:
15218 """""""
15222       declare <type>
15223       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
15224                                           metadata <rounding mode>,
15225                                           metadata <exception behavior>)
15227 Overview:
15228 """""""""
15230 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
15231 of its two operands.
15234 Arguments:
15235 """"""""""
15237 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
15238 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15239 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15241 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15242 behavior as described above.
15244 Semantics:
15245 """"""""""
15247 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
15248 and has the same type as the operands.
15251 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
15252 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15254 Syntax:
15255 """""""
15259       declare <type>
15260       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
15261                                           metadata <rounding mode>,
15262                                           metadata <exception behavior>)
15264 Overview:
15265 """""""""
15267 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
15268 its two operands.
15271 Arguments:
15272 """"""""""
15274 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15275 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15276 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15278 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15279 behavior as described above.
15281 Semantics:
15282 """"""""""
15284 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15285 has the same type as the operands.
15288 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15289 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15291 Syntax:
15292 """""""
15296       declare <type>
15297       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15298                                           metadata <rounding mode>,
15299                                           metadata <exception behavior>)
15301 Overview:
15302 """""""""
15304 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15305 its two operands.
15308 Arguments:
15309 """"""""""
15311 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15312 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15313 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15315 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15316 behavior as described above.
15318 Semantics:
15319 """"""""""
15321 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15322 has the same type as the operands.
15325 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15326 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15328 Syntax:
15329 """""""
15333       declare <type>
15334       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15335                                           metadata <rounding mode>,
15336                                           metadata <exception behavior>)
15338 Overview:
15339 """""""""
15341 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15342 from the division of its two operands.
15345 Arguments:
15346 """"""""""
15348 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15349 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15350 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15352 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15353 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15354 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15355 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15357 Semantics:
15358 """"""""""
15360 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15361 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15362 same sign as the dividend.
15364 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15367 Syntax:
15368 """""""
15372       declare <type>
15373       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15374                                           metadata <rounding mode>,
15375                                           metadata <exception behavior>)
15377 Overview:
15378 """""""""
15380 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15381 fused-multiply-add operation on its operands.
15383 Arguments:
15384 """"""""""
15386 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15387 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15388 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15390 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15391 as described above.
15393 Semantics:
15394 """"""""""
15396 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15397 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15398 precision.
15400 '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' Intrinsic
15401 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15403 Syntax:
15404 """""""
15408       declare <ty2>
15409       @llvm.experimental.constrained.fptoui(<type> <value>,
15410                                           metadata <exception behavior>)
15412 Overview:
15413 """""""""
15415 The '``llvm.experimental.constrained.fptoui``' intrinsic converts a 
15416 floating-point ``value`` to its unsigned integer equivalent of type ``ty2``.
15418 Arguments:
15419 """"""""""
15421 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptoui``'
15422 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15423 <t_vector>` of floating point values.
15425 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15427 Semantics:
15428 """"""""""
15430 The result produced is an unsigned integer converted from the floating
15431 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15433 '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' Intrinsic
15434 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15436 Syntax:
15437 """""""
15441       declare <ty2>
15442       @llvm.experimental.constrained.fptosi(<type> <value>,
15443                                           metadata <exception behavior>)
15445 Overview:
15446 """""""""
15448 The '``llvm.experimental.constrained.fptosi``' intrinsic converts 
15449 :ref:`floating-point <t_floating>` ``value`` to type ``ty2``.
15451 Arguments:
15452 """"""""""
15454 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptosi``'
15455 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15456 <t_vector>` of floating point values. 
15458 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15460 Semantics:
15461 """"""""""
15463 The result produced is a signed integer converted from the floating
15464 point operand. The value is truncated, so it is rounded towards zero.
15466 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15467 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15469 Syntax:
15470 """""""
15474       declare <ty2>
15475       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15476                                           metadata <rounding mode>,
15477                                           metadata <exception behavior>)
15479 Overview:
15480 """""""""
15482 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15483 to type ``ty2``.
15485 Arguments:
15486 """"""""""
15488 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15489 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15490 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15491 than the result.
15493 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15494 behavior as described above.
15496 Semantics:
15497 """"""""""
15499 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15500 than the operand.
15502 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15503 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15505 Syntax:
15506 """""""
15510       declare <ty2>
15511       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15512                                           metadata <exception behavior>)
15514 Overview:
15515 """""""""
15517 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15518 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15520 Arguments:
15521 """"""""""
15523 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15524 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15525 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15526 than the result.
15528 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15530 Semantics:
15531 """"""""""
15533 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15534 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15535 apply to this intrinsic.
15537 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15538 --------------------------------------
15540 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15541 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15542 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15543 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15544 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15546 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15547 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15548 They do not change the runtime floating-point environment.
15551 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15552 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15554 Syntax:
15555 """""""
15559       declare <type>
15560       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15561                                           metadata <rounding mode>,
15562                                           metadata <exception behavior>)
15564 Overview:
15565 """""""""
15567 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15568 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15569 functions would, but without setting ``errno``.
15571 Arguments:
15572 """"""""""
15574 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15575 type.
15577 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15578 behavior as described above.
15580 Semantics:
15581 """"""""""
15583 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15584 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15585 and the return value is architecture specific.
15588 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15589 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15591 Syntax:
15592 """""""
15596       declare <type>
15597       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15598                                          metadata <rounding mode>,
15599                                          metadata <exception behavior>)
15601 Overview:
15602 """""""""
15604 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15605 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15607 Arguments:
15608 """"""""""
15610 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15611 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15612 should be raised.
15614 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15615 behavior as described above.
15617 Semantics:
15618 """"""""""
15620 This function returns the first value raised to the second power,
15621 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15622 handles error conditions in the same way.
15625 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15626 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15628 Syntax:
15629 """""""
15633       declare <type>
15634       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15635                                           metadata <rounding mode>,
15636                                           metadata <exception behavior>)
15638 Overview:
15639 """""""""
15641 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15642 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15643 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15644 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15647 Arguments:
15648 """"""""""
15650 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15651 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15652 which the first argument should be raised.
15654 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15655 behavior as described above.
15657 Semantics:
15658 """"""""""
15660 This function returns the first value raised to the second power with an
15661 unspecified sequence of rounding operations.
15664 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15665 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15667 Syntax:
15668 """""""
15672       declare <type>
15673       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15674                                          metadata <rounding mode>,
15675                                          metadata <exception behavior>)
15677 Overview:
15678 """""""""
15680 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15681 first operand.
15683 Arguments:
15684 """"""""""
15686 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15687 type.
15689 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15690 behavior as described above.
15692 Semantics:
15693 """"""""""
15695 This function returns the sine of the specified operand, returning the
15696 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15697 conditions in the same way.
15700 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15701 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15703 Syntax:
15704 """""""
15708       declare <type>
15709       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15710                                          metadata <rounding mode>,
15711                                          metadata <exception behavior>)
15713 Overview:
15714 """""""""
15716 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15717 first operand.
15719 Arguments:
15720 """"""""""
15722 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15723 type.
15725 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15726 behavior as described above.
15728 Semantics:
15729 """"""""""
15731 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15732 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15733 conditions in the same way.
15736 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15737 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15739 Syntax:
15740 """""""
15744       declare <type>
15745       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15746                                          metadata <rounding mode>,
15747                                          metadata <exception behavior>)
15749 Overview:
15750 """""""""
15752 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15753 exponential of the specified value.
15755 Arguments:
15756 """"""""""
15758 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15759 type.
15761 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15762 behavior as described above.
15764 Semantics:
15765 """"""""""
15767 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15768 would, and handles error conditions in the same way.
15771 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15772 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15774 Syntax:
15775 """""""
15779       declare <type>
15780       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15781                                           metadata <rounding mode>,
15782                                           metadata <exception behavior>)
15784 Overview:
15785 """""""""
15787 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15788 exponential of the specified value.
15791 Arguments:
15792 """"""""""
15794 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15795 type.
15797 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15798 behavior as described above.
15800 Semantics:
15801 """"""""""
15803 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15804 would, and handles error conditions in the same way.
15807 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15808 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15810 Syntax:
15811 """""""
15815       declare <type>
15816       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15817                                          metadata <rounding mode>,
15818                                          metadata <exception behavior>)
15820 Overview:
15821 """""""""
15823 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15824 logarithm of the specified value.
15826 Arguments:
15827 """"""""""
15829 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15830 type.
15832 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15833 behavior as described above.
15836 Semantics:
15837 """"""""""
15839 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15840 would, and handles error conditions in the same way.
15843 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15844 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15846 Syntax:
15847 """""""
15851       declare <type>
15852       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15853                                            metadata <rounding mode>,
15854                                            metadata <exception behavior>)
15856 Overview:
15857 """""""""
15859 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15860 logarithm of the specified value.
15862 Arguments:
15863 """"""""""
15865 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15866 type.
15868 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15869 behavior as described above.
15871 Semantics:
15872 """"""""""
15874 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15875 would, and handles error conditions in the same way.
15878 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15879 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15881 Syntax:
15882 """""""
15886       declare <type>
15887       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15888                                           metadata <rounding mode>,
15889                                           metadata <exception behavior>)
15891 Overview:
15892 """""""""
15894 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15895 logarithm of the specified value.
15897 Arguments:
15898 """"""""""
15900 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15901 type.
15903 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15904 behavior as described above.
15906 Semantics:
15907 """"""""""
15909 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15910 would, and handles error conditions in the same way.
15913 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15914 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15916 Syntax:
15917 """""""
15921       declare <type>
15922       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15923                                           metadata <rounding mode>,
15924                                           metadata <exception behavior>)
15926 Overview:
15927 """""""""
15929 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15930 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15931 exception if the operand is not an integer.
15933 Arguments:
15934 """"""""""
15936 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15937 type.
15939 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15940 behavior as described above.
15942 Semantics:
15943 """"""""""
15945 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15946 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15947 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15948 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15949 mode argument is only intended as information to the compiler.
15952 '``llvm.experimental.constrained.lrint``' Intrinsic
15953 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15955 Syntax:
15956 """""""
15960       declare <inttype>
15961       @llvm.experimental.constrained.lrint(<fptype> <op1>,
15962                                            metadata <rounding mode>,
15963                                            metadata <exception behavior>)
15965 Overview:
15966 """""""""
15968 The '``llvm.experimental.constrained.lrint``' intrinsic returns the first
15969 operand rounded to the nearest integer. An inexact floating-point exception
15970 will be raised if the operand is not an integer. An invalid exception is
15971 raised if the result is too large to fit into a supported integer type,
15972 and in this case the result is undefined.
15974 Arguments:
15975 """"""""""
15977 The first argument is a floating-point number. The return value is an
15978 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
15979 types are the same as the ``llvm.lrint`` intrinsic and the ``lrint``
15980 libm functions.
15982 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15983 behavior as described above.
15985 Semantics:
15986 """"""""""
15988 This function returns the same values as the libm ``lrint`` functions
15989 would, and handles error conditions in the same way.
15991 The rounding mode is described, not determined, by the rounding mode
15992 argument.  The actual rounding mode is determined by the runtime floating-point
15993 environment.  The rounding mode argument is only intended as information
15994 to the compiler.
15996 If the runtime floating-point environment is using the default rounding mode
15997 then the results will be the same as the llvm.lrint intrinsic.
16000 '``llvm.experimental.constrained.llrint``' Intrinsic
16001 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16003 Syntax:
16004 """""""
16008       declare <inttype>
16009       @llvm.experimental.constrained.llrint(<fptype> <op1>,
16010                                             metadata <rounding mode>,
16011                                             metadata <exception behavior>)
16013 Overview:
16014 """""""""
16016 The '``llvm.experimental.constrained.llrint``' intrinsic returns the first
16017 operand rounded to the nearest integer. An inexact floating-point exception
16018 will be raised if the operand is not an integer. An invalid exception is
16019 raised if the result is too large to fit into a supported integer type,
16020 and in this case the result is undefined.
16022 Arguments:
16023 """"""""""
16025 The first argument is a floating-point number. The return value is an
16026 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
16027 types are the same as the ``llvm.llrint`` intrinsic and the ``llrint``
16028 libm functions.
16030 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16031 behavior as described above.
16033 Semantics:
16034 """"""""""
16036 This function returns the same values as the libm ``llrint`` functions
16037 would, and handles error conditions in the same way.
16039 The rounding mode is described, not determined, by the rounding mode
16040 argument.  The actual rounding mode is determined by the runtime floating-point
16041 environment.  The rounding mode argument is only intended as information
16042 to the compiler.
16044 If the runtime floating-point environment is using the default rounding mode
16045 then the results will be the same as the llvm.llrint intrinsic.
16048 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
16049 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16051 Syntax:
16052 """""""
16056       declare <type>
16057       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
16058                                                metadata <rounding mode>,
16059                                                metadata <exception behavior>)
16061 Overview:
16062 """""""""
16064 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
16065 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
16066 floating-point exception if the operand is not an integer.
16069 Arguments:
16070 """"""""""
16072 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16073 type.
16075 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16076 behavior as described above.
16078 Semantics:
16079 """"""""""
16081 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
16082 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
16083 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
16084 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
16085 mode argument is only intended as information to the compiler.
16088 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
16089 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16091 Syntax:
16092 """""""
16096       declare <type>
16097       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
16098                                             metadata <rounding mode>,
16099                                             metadata <exception behavior>)
16101 Overview:
16102 """""""""
16104 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
16105 of the two arguments.
16107 Arguments:
16108 """"""""""
16110 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
16111 of the same type.
16113 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
16114 behavior as described above.
16116 Semantics:
16117 """"""""""
16119 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
16120 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16121 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16122 mode argument is only intended as information to the compiler.
16125 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
16126 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16128 Syntax:
16129 """""""
16133       declare <type>
16134       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
16135                                             metadata <rounding mode>,
16136                                             metadata <exception behavior>)
16138 Overview:
16139 """""""""
16141 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
16142 of the two arguments.
16144 Arguments:
16145 """"""""""
16147 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
16148 of the same type.
16150 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
16151 behavior as described above.
16153 Semantics:
16154 """"""""""
16156 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
16157 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
16158 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
16159 mode argument is only intended as information to the compiler.
16162 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
16163 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16165 Syntax:
16166 """""""
16170       declare <type>
16171       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
16172                                           metadata <rounding mode>,
16173                                           metadata <exception behavior>)
16175 Overview:
16176 """""""""
16178 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
16179 first operand.
16181 Arguments:
16182 """"""""""
16184 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16185 type.
16187 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16188 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16189 intrinsic.
16191 Semantics:
16192 """"""""""
16194 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
16195 would and handles error conditions in the same way.
16198 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
16199 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16201 Syntax:
16202 """""""
16206       declare <type>
16207       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
16208                                            metadata <rounding mode>,
16209                                            metadata <exception behavior>)
16211 Overview:
16212 """""""""
16214 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
16215 first operand.
16217 Arguments:
16218 """"""""""
16220 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16221 type.
16223 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16224 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16225 intrinsic.
16227 Semantics:
16228 """"""""""
16230 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
16231 would and handles error conditions in the same way.
16234 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
16235 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16237 Syntax:
16238 """""""
16242       declare <type>
16243       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
16244                                            metadata <rounding mode>,
16245                                            metadata <exception behavior>)
16247 Overview:
16248 """""""""
16250 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
16251 operand rounded to the nearest integer.
16253 Arguments:
16254 """"""""""
16256 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16257 type.
16259 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
16260 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
16261 intrinsic.
16263 Semantics:
16264 """"""""""
16266 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
16267 would and handles error conditions in the same way.
16270 '``llvm.experimental.constrained.lround``' Intrinsic
16271 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16273 Syntax:
16274 """""""
16278       declare <inttype>
16279       @llvm.experimental.constrained.lround(<fptype> <op1>,
16280                                             metadata <exception behavior>)
16282 Overview:
16283 """""""""
16285 The '``llvm.experimental.constrained.lround``' intrinsic returns the first
16286 operand rounded to the nearest integer with ties away from zero.  It will
16287 raise an inexact floating-point exception if the operand is not an integer.
16288 An invalid exception is raised if the result is too large to fit into a
16289 supported integer type, and in this case the result is undefined.
16291 Arguments:
16292 """"""""""
16294 The first argument is a floating-point number. The return value is an
16295 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
16296 types are the same as the ``llvm.lround`` intrinsic and the ``lround``
16297 libm functions.
16299 The second argument specifies the exception behavior as described above.
16301 Semantics:
16302 """"""""""
16304 This function returns the same values as the libm ``lround`` functions
16305 would and handles error conditions in the same way.
16308 '``llvm.experimental.constrained.llround``' Intrinsic
16309 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16311 Syntax:
16312 """""""
16316       declare <inttype>
16317       @llvm.experimental.constrained.llround(<fptype> <op1>,
16318                                              metadata <exception behavior>)
16319       
16320 Overview:
16321 """""""""
16323 The '``llvm.experimental.constrained.llround``' intrinsic returns the first
16324 operand rounded to the nearest integer with ties away from zero. It will
16325 raise an inexact floating-point exception if the operand is not an integer.
16326 An invalid exception is raised if the result is too large to fit into a
16327 supported integer type, and in this case the result is undefined.
16329 Arguments:
16330 """"""""""
16332 The first argument is a floating-point number. The return value is an
16333 integer type. Not all types are supported on all targets. The supported
16334 types are the same as the ``llvm.llround`` intrinsic and the ``llround``
16335 libm functions.
16337 The second argument specifies the exception behavior as described above.
16339 Semantics:
16340 """"""""""
16342 This function returns the same values as the libm ``llround`` functions
16343 would and handles error conditions in the same way.
16346 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
16347 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16349 Syntax:
16350 """""""
16354       declare <type>
16355       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
16356                                            metadata <truncing mode>,
16357                                            metadata <exception behavior>)
16359 Overview:
16360 """""""""
16362 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
16363 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
16364 operand.
16366 Arguments:
16367 """"""""""
16369 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
16370 type.
16372 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
16373 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
16374 intrinsic.
16376 Semantics:
16377 """"""""""
16379 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
16380 would and handles error conditions in the same way.
16383 General Intrinsics
16384 ------------------
16386 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
16387 purpose.
16389 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
16390 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16392 Syntax:
16393 """""""
16397       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16399 Overview:
16400 """""""""
16402 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
16404 Arguments:
16405 """"""""""
16407 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
16408 global string, the third is a pointer to a global string which is the
16409 source file name, and the last argument is the line number.
16411 Semantics:
16412 """"""""""
16414 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
16415 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
16416 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
16417 ignored by code generation and optimization.
16419 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
16420 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16422 Syntax:
16423 """""""
16425 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
16426 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
16427 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
16428 '``0``'.
16432       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16433       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16434       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16435       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16436       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16438 Overview:
16439 """""""""
16441 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
16443 Arguments:
16444 """"""""""
16446 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
16447 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
16448 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
16449 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
16451 Semantics:
16452 """"""""""
16454 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
16455 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
16456 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
16457 generation and optimization.
16459 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
16460 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16462 Syntax:
16463 """""""
16465 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
16466 any integer bit width.
16470       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16471       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16472       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16473       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16474       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16476 Overview:
16477 """""""""
16479 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
16481 Arguments:
16482 """"""""""
16484 The first argument is an integer value (result of some expression), the
16485 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
16486 global string which is the source file name, and the last argument is
16487 the line number. It returns the value of the first argument.
16489 Semantics:
16490 """"""""""
16492 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
16493 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
16494 optimizations that want to look for these annotations. These have no
16495 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
16497 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
16498 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16500 Syntax:
16501 """""""
16503 This annotation emits a label at its program point and an associated
16504 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
16505 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
16506 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
16507 considered expensive.
16511       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16513 Arguments:
16514 """"""""""
16516 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16518 '``llvm.trap``' Intrinsic
16519 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16521 Syntax:
16522 """""""
16526       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16528 Overview:
16529 """""""""
16531 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16533 Arguments:
16534 """"""""""
16536 None.
16538 Semantics:
16539 """"""""""
16541 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16542 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16543 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16545 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16546 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16548 Syntax:
16549 """""""
16553       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16555 Overview:
16556 """""""""
16558 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16560 Arguments:
16561 """"""""""
16563 None.
16565 Semantics:
16566 """"""""""
16568 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16569 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16570 debugger.
16572 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16573 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16575 Syntax:
16576 """""""
16580       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16582 Overview:
16583 """""""""
16585 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16586 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16587 is placed on the stack before local variables.
16589 Arguments:
16590 """"""""""
16592 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16593 The first argument is the value loaded from the stack guard
16594 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16595 enough space to hold the value of the guard.
16597 Semantics:
16598 """"""""""
16600 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16601 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16602 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16603 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16604 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16605 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16606 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16608 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16609 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16611 Syntax:
16612 """""""
16616       declare i8* @llvm.stackguard()
16618 Overview:
16619 """""""""
16621 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16623 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16624 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16625 Protector in FastISel.
16627 Arguments:
16628 """"""""""
16630 None.
16632 Semantics:
16633 """"""""""
16635 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16636 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16637 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16639 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16640 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16641 in the future.
16643 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16644 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16646 Syntax:
16647 """""""
16651       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16652       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16654 Overview:
16655 """""""""
16657 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16658 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16659 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16660 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16661 class, structure, array, or other object.
16663 Arguments:
16664 """"""""""
16666 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16667 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16668 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16669 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16670 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16671 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16672 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16673 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16674 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16675 runtime.
16677 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16679 Semantics:
16680 """"""""""
16682 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16683 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16684 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16686 '``llvm.expect``' Intrinsic
16687 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16689 Syntax:
16690 """""""
16692 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16693 integer bit width.
16697       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16698       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16699       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16701 Overview:
16702 """""""""
16704 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16705 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16707 Arguments:
16708 """"""""""
16710 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16711 a value. The second argument is an expected value.
16713 Semantics:
16714 """"""""""
16716 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16718 .. _int_assume:
16720 '``llvm.assume``' Intrinsic
16721 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16723 Syntax:
16724 """""""
16728       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16730 Overview:
16731 """""""""
16733 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16734 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16735 of the code.
16737 Arguments:
16738 """"""""""
16740 The condition which the optimizer may assume is always true.
16742 Semantics:
16743 """"""""""
16745 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16746 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16747 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16748 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16749 violated during execution, the behavior is undefined.
16751 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16752 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16753 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16754 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16755 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16756 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16757 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16758 optimizer.
16760 .. _int_ssa_copy:
16762 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16763 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16765 Syntax:
16766 """""""
16770       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16772 Arguments:
16773 """"""""""
16775 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16777 Overview:
16778 """"""""""
16780 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16781 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16782 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16783 attach various forms of information to operands that dominate specific
16784 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16785 renaming forms that require value splits at certain points.
16787 .. _type.test:
16789 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16790 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16792 Syntax:
16793 """""""
16797       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16800 Arguments:
16801 """"""""""
16803 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16804 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16806 Overview:
16807 """""""""
16809 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16810 with the given type identifier.
16812 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16813 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16815 Syntax:
16816 """""""
16820       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16823 Arguments:
16824 """"""""""
16826 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16827 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16828 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16829 <TypeMetadata>`.
16831 Overview:
16832 """""""""
16834 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16835 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16836 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16837 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16838 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16839 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16840 constraint.
16842 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16843 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16844 the function may also return true if the given pointer is not associated
16845 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16846 element is true, the following rules apply to the first element:
16848 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16849   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16850   pointer.
16852 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16853   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16855   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16856      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16857      metadata.
16859   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16860      returns an unspecified value without causing side effects.
16862 If the function's return value's second element is false, the value of the
16863 first element is undefined.
16866 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16867 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16869 Syntax:
16870 """""""
16874       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16876 Overview:
16877 """""""""
16879 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16880 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16881 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16882 instruction.
16884 Arguments:
16885 """"""""""
16887 None.
16889 Semantics:
16890 """"""""""
16892 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16893 by codegen.
16895 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16896 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16898 Syntax:
16899 """""""
16903       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16905 Overview:
16906 """""""""
16908 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16909 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16910 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16911 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16912 slower) version.
16914 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16915 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16916 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16917 used to represent the slow paths of specialized functions.
16920 Arguments:
16921 """"""""""
16923 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16924 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16926 Semantics:
16927 """"""""""
16929 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16930 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16931 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16932 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16933 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16934 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16935 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16936 the entire heap.
16938 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16939 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16940 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16942    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16943    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16944    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16945      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16947 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16948 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16949 caller.
16951 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16952 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16953 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16955 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16956 same calling convention.
16958 .. _deoptimize_lowering:
16960 Lowering:
16961 """""""""
16963 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16964 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16965 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16966 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16967 arguments of the specified types, and not as varargs.
16970 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16971 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16973 Syntax:
16974 """""""
16978       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16980 Overview:
16981 """""""""
16983 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16984 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16985 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16986 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16987 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16988 equivalent to:
16990 .. code-block:: text
16992   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16993     %realPred = and i1 %pred, undef
16994     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16996   leave:
16997     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16998     ret void
17000   continue:
17001     ret void
17002   }
17005 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
17006 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
17007 see :doc:`FaultMaps`.
17009 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
17010 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
17011 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
17012 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
17013 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
17014 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
17016 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
17019 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
17020 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17022 Syntax:
17023 """""""
17027       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17029 Overview:
17030 """""""""
17032 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
17033 boolean expressions with the following property: whether this
17034 expression is `true` or `false`, the program is correct and
17035 well-defined.
17037 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
17038 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
17039 express guards or checks on optimistic assumptions made during
17040 compilation and represent them as branch instructions on special
17041 conditions.
17043 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
17044 different in that an invocation produces a particular, singular
17045 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
17046 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
17047 special properties.
17049 Arguments:
17050 """"""""""
17052 None.
17054 Semantics:
17055 """"""""""
17057 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
17058 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
17059 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
17060 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
17061 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
17062 with either value whenever one is beneficial.
17064 When used in a branch condition, it allows us to choose between
17065 two alternative correct solutions for the same problem, like
17066 in example below:
17068 .. code-block:: text
17070     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17071     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
17073   label %fast_path:
17074     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
17076   label %slow_path:
17077     ; Cheap in memory but slow solution.
17079 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
17080 it should be correct to pick either solution. We can switch
17081 between them by replacing the result of
17082 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
17083 `i1` expressions.
17085 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
17087 .. code-block:: text
17089   block:
17090     ; Unguarded instructions
17091     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
17092     ; Guarded instructions
17094 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
17095 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
17097 .. code-block:: text
17099   block:
17100     ; Unguarded instructions
17101     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17102     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
17103     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
17105   guarded:
17106     ; Guarded instructions
17108   deopt:
17109     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
17111 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
17112 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
17113 is `true` or `false`.
17115 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
17116 it cannot be invoked.
17118 Guard widening:
17119 """""""""""""""
17121 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
17122 condition of a guard represented as explicit branch, it is
17123 legal to widen the guard's condition with any additional
17124 conditions.
17126 Guard widening looks like replacement of
17128 .. code-block:: text
17130   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17131   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
17132   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
17134 with
17136 .. code-block:: text
17138   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
17139   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
17140   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
17141   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
17143 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
17144 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
17145 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
17146 deopt when the new condition is not met.
17148 Lowering:
17149 """""""""
17151 Default lowering strategy is replacing the result of
17152 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
17153 constant `true`. However it is always correct to replace
17154 it with any other `i1` value. Any pass can
17155 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
17158 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
17159 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17161 Syntax:
17162 """""""
17166       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
17168 Overview:
17169 """""""""
17171 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
17172 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
17173 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
17174 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
17175 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
17177 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
17178 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
17179 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
17180 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
17181 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
17183 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
17184 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17186 Syntax:
17187 """""""
17191       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
17193 Overview:
17194 """""""""
17196 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
17197 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
17198 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
17199 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
17200 an infinite loop with no other side effects.
17202 Arguments:
17203 """"""""""
17205 None.
17207 Semantics:
17208 """"""""""
17210 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
17211 has externally observable side effects.
17213 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
17214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17216 Syntax:
17217 """""""
17219 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
17223       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
17224       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
17225       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
17227 Overview:
17228 """""""""
17230 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
17231 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
17232 fold to either true or false before generating machine code.
17234 Semantics:
17235 """"""""""
17237 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
17238 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
17239 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
17240 a constant false value.
17242 In particular, note that if the argument is a constant expression
17243 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
17244 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
17245 false.
17247 The result also intentionally depends on the result of optimization
17248 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
17249 function gets inlined or not. A function's parameters are
17250 obviously not constant. However, a call like
17251 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
17252 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
17253 a constant.
17255 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
17256 evaluate to true, even in simple cases.
17258 .. _int_ptrmask:
17260 '``llvm.ptrmask``' Intrinsic
17261 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17263 Syntax:
17264 """""""
17268       declare ptrty llvm.ptrmask(ptrty %ptr, intty %mask) readnone speculatable
17270 Arguments:
17271 """"""""""
17273 The first argument is a pointer. The second argument is an integer.
17275 Overview:
17276 """"""""""
17278 The ``llvm.ptrmask`` intrinsic masks out bits of the pointer according to a mask.
17279 This allows stripping data from tagged pointers without converting them to an
17280 integer (ptrtoint/inttoptr). As a consequence, we can preserve more information
17281 to facilitate alias analysis and underlying-object detection.
17283 Semantics:
17284 """"""""""
17286 The result of ``ptrmask(ptr, mask)`` is equivalent to
17287 ``getelementptr ptr, (ptrtoint(ptr) & mask) - ptrtoint(ptr)``. Both the returned
17288 pointer and the first argument are based on the same underlying object (for more
17289 information on the *based on* terminology see
17290 :ref:`the pointer aliasing rules <pointeraliasing>`). If the bitwidth of the
17291 mask argument does not match the pointer size of the target, the mask is
17292 zero-extended or truncated accordingly.
17294 Stack Map Intrinsics
17295 --------------------
17297 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
17298 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
17299 are described in :doc:`StackMaps`.
17301 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
17302 -------------------------------------
17304 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
17305 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
17307 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
17309 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17310 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17312 Syntax:
17313 """""""
17315 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
17316 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17317 support all bit widths however.
17321       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17322                                                                        i8* <src>,
17323                                                                        i32 <len>,
17324                                                                        i32 <element_size>)
17325       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17326                                                                        i8* <src>,
17327                                                                        i64 <len>,
17328                                                                        i32 <element_size>)
17330 Overview:
17331 """""""""
17333 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17334 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
17335 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
17336 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
17337 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17339 Arguments:
17340 """"""""""
17342 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
17343 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17344 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17345 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17347 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17348 target-specific atomic access size limit.
17350 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
17351 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17352 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
17354 Semantics:
17355 """"""""""
17357 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
17358 memory from the source location to the destination location. These locations are not
17359 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
17360 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
17361 aligned at an ``element_size`` boundary.
17363 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17364 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17365 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
17366 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
17368 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17369 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17370 destination.
17372 Lowering:
17373 """""""""
17375 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
17376 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17377 is replaced with an actual element size.
17379 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
17381 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17382 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17384 Syntax:
17385 """""""
17387 This is an overloaded intrinsic. You can use
17388 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
17389 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
17393       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
17394                                                                         i8* <src>,
17395                                                                         i32 <len>,
17396                                                                         i32 <element_size>)
17397       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
17398                                                                         i8* <src>,
17399                                                                         i64 <len>,
17400                                                                         i32 <element_size>)
17402 Overview:
17403 """""""""
17405 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
17406 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
17407 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
17408 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
17409 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
17410 integer multiple of the ``element_size`` in size.
17412 Arguments:
17413 """"""""""
17415 The first three arguments are the same as they are in the
17416 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
17417 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
17418 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
17419 behaviour of the intrinsic is undefined.
17421 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
17422 greater than a target-specific atomic access size limit.
17424 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
17425 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
17426 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
17427 boundary.
17429 Semantics:
17430 """"""""""
17432 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
17433 of memory from the source location to the destination location. These locations
17434 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
17435 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
17436 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17438 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
17439 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
17440 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
17441 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
17442 specified.
17444 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17445 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
17446 destination.
17448 Lowering:
17449 """""""""
17451 In the most general case call to the
17452 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
17453 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
17454 actual element size.
17456 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
17458 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
17460 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
17461 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17463 Syntax:
17464 """""""
17466 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
17467 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
17468 support all bit widths however.
17472       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
17473                                                                   i8 <value>,
17474                                                                   i32 <len>,
17475                                                                   i32 <element_size>)
17476       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
17477                                                                   i8 <value>,
17478                                                                   i64 <len>,
17479                                                                   i32 <element_size>)
17481 Overview:
17482 """""""""
17484 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17485 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
17486 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
17487 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
17488 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17490 Arguments:
17491 """"""""""
17493 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
17494 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17495 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17496 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17498 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17499 target-specific atomic access size limit.
17501 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
17502 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17503 the destination pointer is aligned to that boundary.
17505 Semantics:
17506 """"""""""
17508 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
17509 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
17510 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
17511 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17513 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
17514 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
17515 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
17516 when specified.
17518 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17519 provided by a set of unordered stores to the destination.
17521 Lowering:
17522 """""""""
17524 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
17525 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17526 is replaced with an actual element size.
17528 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
17530 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
17531 ----------------------------------
17533 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
17534 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
17535 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
17536 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
17538 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
17539 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17541 Syntax:
17542 """""""
17545       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17547 Lowering:
17548 """""""""
17550 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17552 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17555 Syntax:
17556 """""""
17559       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17561 Lowering:
17562 """""""""
17564 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17566 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17567 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17569 Syntax:
17570 """""""
17573       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17575 Lowering:
17576 """""""""
17578 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17580 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17581 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17583 Syntax:
17584 """""""
17587       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17589 Lowering:
17590 """""""""
17592 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17594 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17595 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17597 Syntax:
17598 """""""
17601       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17603 Lowering:
17604 """""""""
17606 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17608 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17609 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17611 Syntax:
17612 """""""
17615       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17617 Lowering:
17618 """""""""
17620 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17622 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17623 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17625 Syntax:
17626 """""""
17629       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17631 Lowering:
17632 """""""""
17634 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17636 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17637 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17639 Syntax:
17640 """""""
17643       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17645 Lowering:
17646 """""""""
17648 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17650 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17653 Syntax:
17654 """""""
17657       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17659 Lowering:
17660 """""""""
17662 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17664 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17665 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17667 Syntax:
17668 """""""
17671       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17673 Lowering:
17674 """""""""
17676 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17678 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17679 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17681 Syntax:
17682 """""""
17685       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17687 Lowering:
17688 """""""""
17690 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17692 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17693 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17695 Syntax:
17696 """""""
17699       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17701 Lowering:
17702 """""""""
17704 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17706 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17707 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17709 Syntax:
17710 """""""
17713       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17715 Lowering:
17716 """""""""
17718 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17720 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17721 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17723 Syntax:
17724 """""""
17727       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17729 Lowering:
17730 """""""""
17732 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17734 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17735 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17737 Syntax:
17738 """""""
17741       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17743 Lowering:
17744 """""""""
17746 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17748 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17751 Syntax:
17752 """""""
17755       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17757 Lowering:
17758 """""""""
17760 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17762 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17763 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17765 Syntax:
17766 """""""
17769       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17771 Lowering:
17772 """""""""
17774 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17776 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17777 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17779 Syntax:
17780 """""""
17783       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17785 Lowering:
17786 """""""""
17788 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.
17790 Preserving Debug Information Intrinsics
17791 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17793 These intrinsics are used to carry certain debuginfo together with
17794 IR-level operations. For example, it may be desirable to
17795 know the structure/union name and the original user-level field
17796 indices. Such information got lost in IR GetElementPtr instruction
17797 since the IR types are different from debugInfo types and unions
17798 are converted to structs in IR.
17800 '``llvm.preserve.array.access.index``' Intrinsic
17801 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17803 Syntax:
17804 """""""
17807       declare <ret_type>
17808       @llvm.preserve.array.access.index.p0s_union.anons.p0a10s_union.anons(<type> base,
17809                                                                            i32 dim,
17810                                                                            i32 index)
17812 Overview:
17813 """""""""
17815 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17816 based on array base ``base``, array dimension ``dim`` and the last access index ``index``
17817 into the array. The return type ``ret_type`` is a pointer type to the array element.
17818 The array ``dim`` and ``index`` are preserved which is more robust than
17819 getelementptr instruction which may be subject to compiler transformation.
17820 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17821 to provide array or pointer debuginfo type.
17822 The metadata is a ``DICompositeType`` or ``DIDerivedType`` representing the
17823 debuginfo version of ``type``.
17825 Arguments:
17826 """"""""""
17828 The ``base`` is the array base address.  The ``dim`` is the array dimension.
17829 The ``base`` is a pointer if ``dim`` equals 0.
17830 The ``index`` is the last access index into the array or pointer.
17832 Semantics:
17833 """"""""""
17835 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic produces the same result
17836 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{dim's 0's, index}``.
17838 '``llvm.preserve.union.access.index``' Intrinsic
17839 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17841 Syntax:
17842 """""""
17845       declare <type>
17846       @llvm.preserve.union.access.index.p0s_union.anons.p0s_union.anons(<type> base,
17847                                                                         i32 di_index)
17849 Overview:
17850 """""""""
17852 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic carries the debuginfo field index
17853 ``di_index`` and returns the ``base`` address.
17854 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17855 to provide union debuginfo type.
17856 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17857 The return type ``type`` is the same as the ``base`` type.
17859 Arguments:
17860 """"""""""
17862 The ``base`` is the union base address. The ``di_index`` is the field index in debuginfo.
17864 Semantics:
17865 """"""""""
17867 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic returns the ``base`` address.
17869 '``llvm.preserve.struct.access.index``' Intrinsic
17870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17872 Syntax:
17873 """""""
17876       declare <ret_type>
17877       @llvm.preserve.struct.access.index.p0i8.p0s_struct.anon.0s(<type> base,
17878                                                                  i32 gep_index,
17879                                                                  i32 di_index)
17881 Overview:
17882 """""""""
17884 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17885 based on struct base ``base`` and IR struct member index ``gep_index``.
17886 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17887 to provide struct debuginfo type.
17888 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17889 The return type ``ret_type`` is a pointer type to the structure member.
17891 Arguments:
17892 """"""""""
17894 The ``base`` is the structure base address. The ``gep_index`` is the struct member index
17895 based on IR structures. The ``di_index`` is the struct member index based on debuginfo.
17897 Semantics:
17898 """"""""""
17900 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic produces the same result
17901 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{0, gep_index}``.