[ARM] Adjust how NEON shifts are lowered
[llvm-core.git] / docs / LangRef.rst
blob18f760d9b05001f0f807bf735a8f6b048794e570
1 ==============================
2 LLVM Language Reference Manual
3 ==============================
5 .. contents::
6    :local:
7    :depth: 4
9 Abstract
10 ========
12 This document is a reference manual for the LLVM assembly language. LLVM
13 is a Static Single Assignment (SSA) based representation that provides
14 type safety, low-level operations, flexibility, and the capability of
15 representing 'all' high-level languages cleanly. It is the common code
16 representation used throughout all phases of the LLVM compilation
17 strategy.
19 Introduction
20 ============
22 The LLVM code representation is designed to be used in three different
23 forms: as an in-memory compiler IR, as an on-disk bitcode representation
24 (suitable for fast loading by a Just-In-Time compiler), and as a human
25 readable assembly language representation. This allows LLVM to provide a
26 powerful intermediate representation for efficient compiler
27 transformations and analysis, while providing a natural means to debug
28 and visualize the transformations. The three different forms of LLVM are
29 all equivalent. This document describes the human readable
30 representation and notation.
32 The LLVM representation aims to be light-weight and low-level while
33 being expressive, typed, and extensible at the same time. It aims to be
34 a "universal IR" of sorts, by being at a low enough level that
35 high-level ideas may be cleanly mapped to it (similar to how
36 microprocessors are "universal IR's", allowing many source languages to
37 be mapped to them). By providing type information, LLVM can be used as
38 the target of optimizations: for example, through pointer analysis, it
39 can be proven that a C automatic variable is never accessed outside of
40 the current function, allowing it to be promoted to a simple SSA value
41 instead of a memory location.
43 .. _wellformed:
45 Well-Formedness
46 ---------------
48 It is important to note that this document describes 'well formed' LLVM
49 assembly language. There is a difference between what the parser accepts
50 and what is considered 'well formed'. For example, the following
51 instruction is syntactically okay, but not well formed:
53 .. code-block:: llvm
55     %x = add i32 1, %x
57 because the definition of ``%x`` does not dominate all of its uses. The
58 LLVM infrastructure provides a verification pass that may be used to
59 verify that an LLVM module is well formed. This pass is automatically
60 run by the parser after parsing input assembly and by the optimizer
61 before it outputs bitcode. The violations pointed out by the verifier
62 pass indicate bugs in transformation passes or input to the parser.
64 .. _identifiers:
66 Identifiers
67 ===========
69 LLVM identifiers come in two basic types: global and local. Global
70 identifiers (functions, global variables) begin with the ``'@'``
71 character. Local identifiers (register names, types) begin with the
72 ``'%'`` character. Additionally, there are three different formats for
73 identifiers, for different purposes:
75 #. Named values are represented as a string of characters with their
76    prefix. For example, ``%foo``, ``@DivisionByZero``,
77    ``%a.really.long.identifier``. The actual regular expression used is
78    '``[%@][-a-zA-Z$._][-a-zA-Z$._0-9]*``'. Identifiers that require other
79    characters in their names can be surrounded with quotes. Special
80    characters may be escaped using ``"\xx"`` where ``xx`` is the ASCII
81    code for the character in hexadecimal. In this way, any character can
82    be used in a name value, even quotes themselves. The ``"\01"`` prefix
83    can be used on global values to suppress mangling.
84 #. Unnamed values are represented as an unsigned numeric value with
85    their prefix. For example, ``%12``, ``@2``, ``%44``.
86 #. Constants, which are described in the section Constants_ below.
88 LLVM requires that values start with a prefix for two reasons: Compilers
89 don't need to worry about name clashes with reserved words, and the set
90 of reserved words may be expanded in the future without penalty.
91 Additionally, unnamed identifiers allow a compiler to quickly come up
92 with a temporary variable without having to avoid symbol table
93 conflicts.
95 Reserved words in LLVM are very similar to reserved words in other
96 languages. There are keywords for different opcodes ('``add``',
97 '``bitcast``', '``ret``', etc...), for primitive type names ('``void``',
98 '``i32``', etc...), and others. These reserved words cannot conflict
99 with variable names, because none of them start with a prefix character
100 (``'%'`` or ``'@'``).
102 Here is an example of LLVM code to multiply the integer variable
103 '``%X``' by 8:
105 The easy way:
107 .. code-block:: llvm
109     %result = mul i32 %X, 8
111 After strength reduction:
113 .. code-block:: llvm
115     %result = shl i32 %X, 3
117 And the hard way:
119 .. code-block:: llvm
121     %0 = add i32 %X, %X           ; yields i32:%0
122     %1 = add i32 %0, %0           ; yields i32:%1
123     %result = add i32 %1, %1
125 This last way of multiplying ``%X`` by 8 illustrates several important
126 lexical features of LLVM:
128 #. Comments are delimited with a '``;``' and go until the end of line.
129 #. Unnamed temporaries are created when the result of a computation is
130    not assigned to a named value.
131 #. Unnamed temporaries are numbered sequentially (using a per-function
132    incrementing counter, starting with 0). Note that basic blocks and unnamed
133    function parameters are included in this numbering. For example, if the
134    entry basic block is not given a label name and all function parameters are
135    named, then it will get number 0.
137 It also shows a convention that we follow in this document. When
138 demonstrating instructions, we will follow an instruction with a comment
139 that defines the type and name of value produced.
141 High Level Structure
142 ====================
144 Module Structure
145 ----------------
147 LLVM programs are composed of ``Module``'s, each of which is a
148 translation unit of the input programs. Each module consists of
149 functions, global variables, and symbol table entries. Modules may be
150 combined together with the LLVM linker, which merges function (and
151 global variable) definitions, resolves forward declarations, and merges
152 symbol table entries. Here is an example of the "hello world" module:
154 .. code-block:: llvm
156     ; Declare the string constant as a global constant.
157     @.str = private unnamed_addr constant [13 x i8] c"hello world\0A\00"
159     ; External declaration of the puts function
160     declare i32 @puts(i8* nocapture) nounwind
162     ; Definition of main function
163     define i32 @main() {   ; i32()*
164       ; Convert [13 x i8]* to i8*...
165       %cast210 = getelementptr [13 x i8], [13 x i8]* @.str, i64 0, i64 0
167       ; Call puts function to write out the string to stdout.
168       call i32 @puts(i8* %cast210)
169       ret i32 0
170     }
172     ; Named metadata
173     !0 = !{i32 42, null, !"string"}
174     !foo = !{!0}
176 This example is made up of a :ref:`global variable <globalvars>` named
177 "``.str``", an external declaration of the "``puts``" function, a
178 :ref:`function definition <functionstructure>` for "``main``" and
179 :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` "``foo``".
181 In general, a module is made up of a list of global values (where both
182 functions and global variables are global values). Global values are
183 represented by a pointer to a memory location (in this case, a pointer
184 to an array of char, and a pointer to a function), and have one of the
185 following :ref:`linkage types <linkage>`.
187 .. _linkage:
189 Linkage Types
190 -------------
192 All Global Variables and Functions have one of the following types of
193 linkage:
195 ``private``
196     Global values with "``private``" linkage are only directly
197     accessible by objects in the current module. In particular, linking
198     code into a module with a private global value may cause the
199     private to be renamed as necessary to avoid collisions. Because the
200     symbol is private to the module, all references can be updated. This
201     doesn't show up in any symbol table in the object file.
202 ``internal``
203     Similar to private, but the value shows as a local symbol
204     (``STB_LOCAL`` in the case of ELF) in the object file. This
205     corresponds to the notion of the '``static``' keyword in C.
206 ``available_externally``
207     Globals with "``available_externally``" linkage are never emitted into
208     the object file corresponding to the LLVM module. From the linker's
209     perspective, an ``available_externally`` global is equivalent to
210     an external declaration. They exist to allow inlining and other
211     optimizations to take place given knowledge of the definition of the
212     global, which is known to be somewhere outside the module. Globals
213     with ``available_externally`` linkage are allowed to be discarded at
214     will, and allow inlining and other optimizations. This linkage type is
215     only allowed on definitions, not declarations.
216 ``linkonce``
217     Globals with "``linkonce``" linkage are merged with other globals of
218     the same name when linkage occurs. This can be used to implement
219     some forms of inline functions, templates, or other code which must
220     be generated in each translation unit that uses it, but where the
221     body may be overridden with a more definitive definition later.
222     Unreferenced ``linkonce`` globals are allowed to be discarded. Note
223     that ``linkonce`` linkage does not actually allow the optimizer to
224     inline the body of this function into callers because it doesn't
225     know if this definition of the function is the definitive definition
226     within the program or whether it will be overridden by a stronger
227     definition. To enable inlining and other optimizations, use
228     "``linkonce_odr``" linkage.
229 ``weak``
230     "``weak``" linkage has the same merging semantics as ``linkonce``
231     linkage, except that unreferenced globals with ``weak`` linkage may
232     not be discarded. This is used for globals that are declared "weak"
233     in C source code.
234 ``common``
235     "``common``" linkage is most similar to "``weak``" linkage, but they
236     are used for tentative definitions in C, such as "``int X;``" at
237     global scope. Symbols with "``common``" linkage are merged in the
238     same way as ``weak symbols``, and they may not be deleted if
239     unreferenced. ``common`` symbols may not have an explicit section,
240     must have a zero initializer, and may not be marked
241     ':ref:`constant <globalvars>`'. Functions and aliases may not have
242     common linkage.
244 .. _linkage_appending:
246 ``appending``
247     "``appending``" linkage may only be applied to global variables of
248     pointer to array type. When two global variables with appending
249     linkage are linked together, the two global arrays are appended
250     together. This is the LLVM, typesafe, equivalent of having the
251     system linker append together "sections" with identical names when
252     .o files are linked.
254     Unfortunately this doesn't correspond to any feature in .o files, so it
255     can only be used for variables like ``llvm.global_ctors`` which llvm
256     interprets specially.
258 ``extern_weak``
259     The semantics of this linkage follow the ELF object file model: the
260     symbol is weak until linked, if not linked, the symbol becomes null
261     instead of being an undefined reference.
262 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``
263     Some languages allow differing globals to be merged, such as two
264     functions with different semantics. Other languages, such as
265     ``C++``, ensure that only equivalent globals are ever merged (the
266     "one definition rule" --- "ODR"). Such languages can use the
267     ``linkonce_odr`` and ``weak_odr`` linkage types to indicate that the
268     global will only be merged with equivalent globals. These linkage
269     types are otherwise the same as their non-``odr`` versions.
270 ``external``
271     If none of the above identifiers are used, the global is externally
272     visible, meaning that it participates in linkage and can be used to
273     resolve external symbol references.
275 It is illegal for a function *declaration* to have any linkage type
276 other than ``external`` or ``extern_weak``.
278 .. _callingconv:
280 Calling Conventions
281 -------------------
283 LLVM :ref:`functions <functionstructure>`, :ref:`calls <i_call>` and
284 :ref:`invokes <i_invoke>` can all have an optional calling convention
285 specified for the call. The calling convention of any pair of dynamic
286 caller/callee must match, or the behavior of the program is undefined.
287 The following calling conventions are supported by LLVM, and more may be
288 added in the future:
290 "``ccc``" - The C calling convention
291     This calling convention (the default if no other calling convention
292     is specified) matches the target C calling conventions. This calling
293     convention supports varargs function calls and tolerates some
294     mismatch in the declared prototype and implemented declaration of
295     the function (as does normal C).
296 "``fastcc``" - The fast calling convention
297     This calling convention attempts to make calls as fast as possible
298     (e.g. by passing things in registers). This calling convention
299     allows the target to use whatever tricks it wants to produce fast
300     code for the target, without having to conform to an externally
301     specified ABI (Application Binary Interface). `Tail calls can only
302     be optimized when this, the GHC or the HiPE convention is
303     used. <CodeGenerator.html#id80>`_ This calling convention does not
304     support varargs and requires the prototype of all callees to exactly
305     match the prototype of the function definition.
306 "``coldcc``" - The cold calling convention
307     This calling convention attempts to make code in the caller as
308     efficient as possible under the assumption that the call is not
309     commonly executed. As such, these calls often preserve all registers
310     so that the call does not break any live ranges in the caller side.
311     This calling convention does not support varargs and requires the
312     prototype of all callees to exactly match the prototype of the
313     function definition. Furthermore the inliner doesn't consider such function
314     calls for inlining.
315 "``cc 10``" - GHC convention
316     This calling convention has been implemented specifically for use by
317     the `Glasgow Haskell Compiler (GHC) <http://www.haskell.org/ghc>`_.
318     It passes everything in registers, going to extremes to achieve this
319     by disabling callee save registers. This calling convention should
320     not be used lightly but only for specific situations such as an
321     alternative to the *register pinning* performance technique often
322     used when implementing functional programming languages. At the
323     moment only X86 supports this convention and it has the following
324     limitations:
326     -  On *X86-32* only supports up to 4 bit type parameters. No
327        floating-point types are supported.
328     -  On *X86-64* only supports up to 10 bit type parameters and 6
329        floating-point parameters.
331     This calling convention supports `tail call
332     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires both the
333     caller and callee are using it.
334 "``cc 11``" - The HiPE calling convention
335     This calling convention has been implemented specifically for use by
336     the `High-Performance Erlang
337     (HiPE) <http://www.it.uu.se/research/group/hipe/>`_ compiler, *the*
338     native code compiler of the `Ericsson's Open Source Erlang/OTP
339     system <http://www.erlang.org/download.shtml>`_. It uses more
340     registers for argument passing than the ordinary C calling
341     convention and defines no callee-saved registers. The calling
342     convention properly supports `tail call
343     optimization <CodeGenerator.html#id80>`_ but requires that both the
344     caller and the callee use it. It uses a *register pinning*
345     mechanism, similar to GHC's convention, for keeping frequently
346     accessed runtime components pinned to specific hardware registers.
347     At the moment only X86 supports this convention (both 32 and 64
348     bit).
349 "``webkit_jscc``" - WebKit's JavaScript calling convention
350     This calling convention has been implemented for `WebKit FTL JIT
351     <https://trac.webkit.org/wiki/FTLJIT>`_. It passes arguments on the
352     stack right to left (as cdecl does), and returns a value in the
353     platform's customary return register.
354 "``anyregcc``" - Dynamic calling convention for code patching
355     This is a special convention that supports patching an arbitrary code
356     sequence in place of a call site. This convention forces the call
357     arguments into registers but allows them to be dynamically
358     allocated. This can currently only be used with calls to
359     llvm.experimental.patchpoint because only this intrinsic records
360     the location of its arguments in a side table. See :doc:`StackMaps`.
361 "``preserve_mostcc``" - The `PreserveMost` calling convention
362     This calling convention attempts to make the code in the caller as
363     unintrusive as possible. This convention behaves identically to the `C`
364     calling convention on how arguments and return values are passed, but it
365     uses a different set of caller/callee-saved registers. This alleviates the
366     burden of saving and recovering a large register set before and after the
367     call in the caller. If the arguments are passed in callee-saved registers,
368     then they will be preserved by the callee across the call. This doesn't
369     apply for values returned in callee-saved registers.
371     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
372       R11. R11 can be used as a scratch register. Floating-point registers
373       (XMMs/YMMs) are not preserved and need to be saved by the caller.
375     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
376     that have a hot path and a cold path. The hot path is usually a small piece
377     of code that doesn't use many registers. The cold path might need to call out to
378     another function and therefore only needs to preserve the caller-saved
379     registers, which haven't already been saved by the caller. The
380     `PreserveMost` calling convention is very similar to the `cold` calling
381     convention in terms of caller/callee-saved registers, but they are used for
382     different types of function calls. `coldcc` is for function calls that are
383     rarely executed, whereas `preserve_mostcc` function calls are intended to be
384     on the hot path and definitely executed a lot. Furthermore `preserve_mostcc`
385     doesn't prevent the inliner from inlining the function call.
387     This calling convention will be used by a future version of the ObjectiveC
388     runtime and should therefore still be considered experimental at this time.
389     Although this convention was created to optimize certain runtime calls to
390     the ObjectiveC runtime, it is not limited to this runtime and might be used
391     by other runtimes in the future too. The current implementation only
392     supports X86-64, but the intention is to support more architectures in the
393     future.
394 "``preserve_allcc``" - The `PreserveAll` calling convention
395     This calling convention attempts to make the code in the caller even less
396     intrusive than the `PreserveMost` calling convention. This calling
397     convention also behaves identical to the `C` calling convention on how
398     arguments and return values are passed, but it uses a different set of
399     caller/callee-saved registers. This removes the burden of saving and
400     recovering a large register set before and after the call in the caller. If
401     the arguments are passed in callee-saved registers, then they will be
402     preserved by the callee across the call. This doesn't apply for values
403     returned in callee-saved registers.
405     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
406       R11. R11 can be used as a scratch register. Furthermore it also preserves
407       all floating-point registers (XMMs/YMMs).
409     The idea behind this convention is to support calls to runtime functions
410     that don't need to call out to any other functions.
412     This calling convention, like the `PreserveMost` calling convention, will be
413     used by a future version of the ObjectiveC runtime and should be considered
414     experimental at this time.
415 "``cxx_fast_tlscc``" - The `CXX_FAST_TLS` calling convention for access functions
416     Clang generates an access function to access C++-style TLS. The access
417     function generally has an entry block, an exit block and an initialization
418     block that is run at the first time. The entry and exit blocks can access
419     a few TLS IR variables, each access will be lowered to a platform-specific
420     sequence.
422     This calling convention aims to minimize overhead in the caller by
423     preserving as many registers as possible (all the registers that are
424     preserved on the fast path, composed of the entry and exit blocks).
426     This calling convention behaves identical to the `C` calling convention on
427     how arguments and return values are passed, but it uses a different set of
428     caller/callee-saved registers.
430     Given that each platform has its own lowering sequence, hence its own set
431     of preserved registers, we can't use the existing `PreserveMost`.
433     - On X86-64 the callee preserves all general purpose registers, except for
434       RDI and RAX.
435 "``swiftcc``" - This calling convention is used for Swift language.
436     - On X86-64 RCX and R8 are available for additional integer returns, and
437       XMM2 and XMM3 are available for additional FP/vector returns.
438     - On iOS platforms, we use AAPCS-VFP calling convention.
439 "``cc <n>``" - Numbered convention
440     Any calling convention may be specified by number, allowing
441     target-specific calling conventions to be used. Target specific
442     calling conventions start at 64.
444 More calling conventions can be added/defined on an as-needed basis, to
445 support Pascal conventions or any other well-known target-independent
446 convention.
448 .. _visibilitystyles:
450 Visibility Styles
451 -----------------
453 All Global Variables and Functions have one of the following visibility
454 styles:
456 "``default``" - Default style
457     On targets that use the ELF object file format, default visibility
458     means that the declaration is visible to other modules and, in
459     shared libraries, means that the declared entity may be overridden.
460     On Darwin, default visibility means that the declaration is visible
461     to other modules. Default visibility corresponds to "external
462     linkage" in the language.
463 "``hidden``" - Hidden style
464     Two declarations of an object with hidden visibility refer to the
465     same object if they are in the same shared object. Usually, hidden
466     visibility indicates that the symbol will not be placed into the
467     dynamic symbol table, so no other module (executable or shared
468     library) can reference it directly.
469 "``protected``" - Protected style
470     On ELF, protected visibility indicates that the symbol will be
471     placed in the dynamic symbol table, but that references within the
472     defining module will bind to the local symbol. That is, the symbol
473     cannot be overridden by another module.
475 A symbol with ``internal`` or ``private`` linkage must have ``default``
476 visibility.
478 .. _dllstorageclass:
480 DLL Storage Classes
481 -------------------
483 All Global Variables, Functions and Aliases can have one of the following
484 DLL storage class:
486 ``dllimport``
487     "``dllimport``" causes the compiler to reference a function or variable via
488     a global pointer to a pointer that is set up by the DLL exporting the
489     symbol. On Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by
490     combining ``__imp_`` and the function or variable name.
491 ``dllexport``
492     "``dllexport``" causes the compiler to provide a global pointer to a pointer
493     in a DLL, so that it can be referenced with the ``dllimport`` attribute. On
494     Microsoft Windows targets, the pointer name is formed by combining
495     ``__imp_`` and the function or variable name. Since this storage class
496     exists for defining a dll interface, the compiler, assembler and linker know
497     it is externally referenced and must refrain from deleting the symbol.
499 .. _tls_model:
501 Thread Local Storage Models
502 ---------------------------
504 A variable may be defined as ``thread_local``, which means that it will
505 not be shared by threads (each thread will have a separated copy of the
506 variable). Not all targets support thread-local variables. Optionally, a
507 TLS model may be specified:
509 ``localdynamic``
510     For variables that are only used within the current shared library.
511 ``initialexec``
512     For variables in modules that will not be loaded dynamically.
513 ``localexec``
514     For variables defined in the executable and only used within it.
516 If no explicit model is given, the "general dynamic" model is used.
518 The models correspond to the ELF TLS models; see `ELF Handling For
519 Thread-Local Storage <http://people.redhat.com/drepper/tls.pdf>`_ for
520 more information on under which circumstances the different models may
521 be used. The target may choose a different TLS model if the specified
522 model is not supported, or if a better choice of model can be made.
524 A model can also be specified in an alias, but then it only governs how
525 the alias is accessed. It will not have any effect in the aliasee.
527 For platforms without linker support of ELF TLS model, the -femulated-tls
528 flag can be used to generate GCC compatible emulated TLS code.
530 .. _runtime_preemption_model:
532 Runtime Preemption Specifiers
533 -----------------------------
535 Global variables, functions and aliases may have an optional runtime preemption
536 specifier. If a preemption specifier isn't given explicitly, then a
537 symbol is assumed to be ``dso_preemptable``.
539 ``dso_preemptable``
540     Indicates that the function or variable may be replaced by a symbol from
541     outside the linkage unit at runtime.
543 ``dso_local``
544     The compiler may assume that a function or variable marked as ``dso_local``
545     will resolve to a symbol within the same linkage unit. Direct access will
546     be generated even if the definition is not within this compilation unit.
548 .. _namedtypes:
550 Structure Types
551 ---------------
553 LLVM IR allows you to specify both "identified" and "literal" :ref:`structure
554 types <t_struct>`. Literal types are uniqued structurally, but identified types
555 are never uniqued. An :ref:`opaque structural type <t_opaque>` can also be used
556 to forward declare a type that is not yet available.
558 An example of an identified structure specification is:
560 .. code-block:: llvm
562     %mytype = type { %mytype*, i32 }
564 Prior to the LLVM 3.0 release, identified types were structurally uniqued. Only
565 literal types are uniqued in recent versions of LLVM.
567 .. _nointptrtype:
569 Non-Integral Pointer Type
570 -------------------------
572 Note: non-integral pointer types are a work in progress, and they should be
573 considered experimental at this time.
575 LLVM IR optionally allows the frontend to denote pointers in certain address
576 spaces as "non-integral" via the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
577 Non-integral pointer types represent pointers that have an *unspecified* bitwise
578 representation; that is, the integral representation may be target dependent or
579 unstable (not backed by a fixed integer).
581 ``inttoptr`` instructions converting integers to non-integral pointer types are
582 ill-typed, and so are ``ptrtoint`` instructions converting values of
583 non-integral pointer types to integers.  Vector versions of said instructions
584 are ill-typed as well.
586 .. _globalvars:
588 Global Variables
589 ----------------
591 Global variables define regions of memory allocated at compilation time
592 instead of run-time.
594 Global variable definitions must be initialized.
596 Global variables in other translation units can also be declared, in which
597 case they don't have an initializer.
599 Either global variable definitions or declarations may have an explicit section
600 to be placed in and may have an optional explicit alignment specified. If there
601 is a mismatch between the explicit or inferred section information for the
602 variable declaration and its definition the resulting behavior is undefined.
604 A variable may be defined as a global ``constant``, which indicates that
605 the contents of the variable will **never** be modified (enabling better
606 optimization, allowing the global data to be placed in the read-only
607 section of an executable, etc). Note that variables that need runtime
608 initialization cannot be marked ``constant`` as there is a store to the
609 variable.
611 LLVM explicitly allows *declarations* of global variables to be marked
612 constant, even if the final definition of the global is not. This
613 capability can be used to enable slightly better optimization of the
614 program, but requires the language definition to guarantee that
615 optimizations based on the 'constantness' are valid for the translation
616 units that do not include the definition.
618 As SSA values, global variables define pointer values that are in scope
619 (i.e. they dominate) all basic blocks in the program. Global variables
620 always define a pointer to their "content" type because they describe a
621 region of memory, and all memory objects in LLVM are accessed through
622 pointers.
624 Global variables can be marked with ``unnamed_addr`` which indicates
625 that the address is not significant, only the content. Constants marked
626 like this can be merged with other constants if they have the same
627 initializer. Note that a constant with significant address *can* be
628 merged with a ``unnamed_addr`` constant, the result being a constant
629 whose address is significant.
631 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
632 not be significant within the module.
634 A global variable may be declared to reside in a target-specific
635 numbered address space. For targets that support them, address spaces
636 may affect how optimizations are performed and/or what target
637 instructions are used to access the variable. The default address space
638 is zero. The address space qualifier must precede any other attributes.
640 LLVM allows an explicit section to be specified for globals. If the
641 target supports it, it will emit globals to the section specified.
642 Additionally, the global can placed in a comdat if the target has the necessary
643 support.
645 External declarations may have an explicit section specified. Section
646 information is retained in LLVM IR for targets that make use of this
647 information. Attaching section information to an external declaration is an
648 assertion that its definition is located in the specified section. If the
649 definition is located in a different section, the behavior is undefined.
651 By default, global initializers are optimized by assuming that global
652 variables defined within the module are not modified from their
653 initial values before the start of the global initializer. This is
654 true even for variables potentially accessible from outside the
655 module, including those with external linkage or appearing in
656 ``@llvm.used`` or dllexported variables. This assumption may be suppressed
657 by marking the variable with ``externally_initialized``.
659 An explicit alignment may be specified for a global, which must be a
660 power of 2. If not present, or if the alignment is set to zero, the
661 alignment of the global is set by the target to whatever it feels
662 convenient. If an explicit alignment is specified, the global is forced
663 to have exactly that alignment. Targets and optimizers are not allowed
664 to over-align the global if the global has an assigned section. In this
665 case, the extra alignment could be observable: for example, code could
666 assume that the globals are densely packed in their section and try to
667 iterate over them as an array, alignment padding would break this
668 iteration. The maximum alignment is ``1 << 29``.
670 Globals can also have a :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
671 an optional :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`,
672 an optional :ref:`global attributes <glattrs>` and
673 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`.
675 Variables and aliases can have a
676 :ref:`Thread Local Storage Model <tls_model>`.
678 :ref:`Scalable vectors <t_vector>` cannot be global variables or members of
679 structs or arrays because their size is unknown at compile time.
681 Syntax::
683       @<GlobalVarName> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility]
684                          [DLLStorageClass] [ThreadLocal]
685                          [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace]
686                          [ExternallyInitialized]
687                          <global | constant> <Type> [<InitializerConstant>]
688                          [, section "name"] [, comdat [($name)]]
689                          [, align <Alignment>] (, !name !N)*
691 For example, the following defines a global in a numbered address space
692 with an initializer, section, and alignment:
694 .. code-block:: llvm
696     @G = addrspace(5) constant float 1.0, section "foo", align 4
698 The following example just declares a global variable
700 .. code-block:: llvm
702    @G = external global i32
704 The following example defines a thread-local global with the
705 ``initialexec`` TLS model:
707 .. code-block:: llvm
709     @G = thread_local(initialexec) global i32 0, align 4
711 .. _functionstructure:
713 Functions
714 ---------
716 LLVM function definitions consist of the "``define``" keyword, an
717 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`runtime preemption
718 specifier <runtime_preemption_model>`,  an optional :ref:`visibility
719 style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`,
720 an optional :ref:`calling convention <callingconv>`,
721 an optional ``unnamed_addr`` attribute, a return type, an optional
722 :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function
723 name, a (possibly empty) argument list (each with optional :ref:`parameter
724 attributes <paramattrs>`), optional :ref:`function attributes <fnattrs>`,
725 an optional address space, an optional section, an optional alignment,
726 an optional :ref:`comdat <langref_comdats>`,
727 an optional :ref:`garbage collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`,
728 an optional :ref:`prologue <prologuedata>`,
729 an optional :ref:`personality <personalityfn>`,
730 an optional list of attached :ref:`metadata <metadata>`,
731 an opening curly brace, a list of basic blocks, and a closing curly brace.
733 LLVM function declarations consist of the "``declare``" keyword, an
734 optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional :ref:`visibility style
735 <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class <dllstorageclass>`, an
736 optional :ref:`calling convention <callingconv>`, an optional ``unnamed_addr``
737 or ``local_unnamed_addr`` attribute, an optional address space, a return type,
738 an optional :ref:`parameter attribute <paramattrs>` for the return type, a function name, a possibly
739 empty list of arguments, an optional alignment, an optional :ref:`garbage
740 collector name <gc>`, an optional :ref:`prefix <prefixdata>`, and an optional
741 :ref:`prologue <prologuedata>`.
743 A function definition contains a list of basic blocks, forming the CFG (Control
744 Flow Graph) for the function. Each basic block may optionally start with a label
745 (giving the basic block a symbol table entry), contains a list of instructions,
746 and ends with a :ref:`terminator <terminators>` instruction (such as a branch or
747 function return). If an explicit label name is not provided, a block is assigned
748 an implicit numbered label, using the next value from the same counter as used
749 for unnamed temporaries (:ref:`see above<identifiers>`). For example, if a
750 function entry block does not have an explicit label, it will be assigned label
751 "%0", then the first unnamed temporary in that block will be "%1", etc. If a
752 numeric label is explicitly specified, it must match the numeric label that
753 would be used implicitly.
755 The first basic block in a function is special in two ways: it is
756 immediately executed on entrance to the function, and it is not allowed
757 to have predecessor basic blocks (i.e. there can not be any branches to
758 the entry block of a function). Because the block can have no
759 predecessors, it also cannot have any :ref:`PHI nodes <i_phi>`.
761 LLVM allows an explicit section to be specified for functions. If the
762 target supports it, it will emit functions to the section specified.
763 Additionally, the function can be placed in a COMDAT.
765 An explicit alignment may be specified for a function. If not present,
766 or if the alignment is set to zero, the alignment of the function is set
767 by the target to whatever it feels convenient. If an explicit alignment
768 is specified, the function is forced to have at least that much
769 alignment. All alignments must be a power of 2.
771 If the ``unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to not
772 be significant and two identical functions can be merged.
774 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
775 not be significant within the module.
777 If an explicit address space is not given, it will default to the program
778 address space from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>`.
780 Syntax::
782     define [linkage] [PreemptionSpecifier] [visibility] [DLLStorageClass]
783            [cconv] [ret attrs]
784            <ResultType> @<FunctionName> ([argument list])
785            [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] [AddrSpace] [fn Attrs]
786            [section "name"] [comdat [($name)]] [align N] [gc] [prefix Constant]
787            [prologue Constant] [personality Constant] (!name !N)* { ... }
789 The argument list is a comma separated sequence of arguments where each
790 argument is of the following form:
792 Syntax::
794    <type> [parameter Attrs] [name]
797 .. _langref_aliases:
799 Aliases
800 -------
802 Aliases, unlike function or variables, don't create any new data. They
803 are just a new symbol and metadata for an existing position.
805 Aliases have a name and an aliasee that is either a global value or a
806 constant expression.
808 Aliases may have an optional :ref:`linkage type <linkage>`, an optional
809 :ref:`runtime preemption specifier <runtime_preemption_model>`, an optional
810 :ref:`visibility style <visibility>`, an optional :ref:`DLL storage class
811 <dllstorageclass>` and an optional :ref:`tls model <tls_model>`.
813 Syntax::
815     @<Name> = [Linkage] [PreemptionSpecifier] [Visibility] [DLLStorageClass] [ThreadLocal] [(unnamed_addr|local_unnamed_addr)] alias <AliaseeTy>, <AliaseeTy>* @<Aliasee>
817 The linkage must be one of ``private``, ``internal``, ``linkonce``, ``weak``,
818 ``linkonce_odr``, ``weak_odr``, ``external``. Note that some system linkers
819 might not correctly handle dropping a weak symbol that is aliased.
821 Aliases that are not ``unnamed_addr`` are guaranteed to have the same address as
822 the aliasee expression. ``unnamed_addr`` ones are only guaranteed to point
823 to the same content.
825 If the ``local_unnamed_addr`` attribute is given, the address is known to
826 not be significant within the module.
828 Since aliases are only a second name, some restrictions apply, of which
829 some can only be checked when producing an object file:
831 * The expression defining the aliasee must be computable at assembly
832   time. Since it is just a name, no relocations can be used.
834 * No alias in the expression can be weak as the possibility of the
835   intermediate alias being overridden cannot be represented in an
836   object file.
838 * No global value in the expression can be a declaration, since that
839   would require a relocation, which is not possible.
841 .. _langref_ifunc:
843 IFuncs
844 -------
846 IFuncs, like as aliases, don't create any new data or func. They are just a new
847 symbol that dynamic linker resolves at runtime by calling a resolver function.
849 IFuncs have a name and a resolver that is a function called by dynamic linker
850 that returns address of another function associated with the name.
852 IFunc may have an optional :ref:`linkage type <linkage>` and an optional
853 :ref:`visibility style <visibility>`.
855 Syntax::
857     @<Name> = [Linkage] [Visibility] ifunc <IFuncTy>, <ResolverTy>* @<Resolver>
860 .. _langref_comdats:
862 Comdats
863 -------
865 Comdat IR provides access to COFF and ELF object file COMDAT functionality.
867 Comdats have a name which represents the COMDAT key. All global objects that
868 specify this key will only end up in the final object file if the linker chooses
869 that key over some other key. Aliases are placed in the same COMDAT that their
870 aliasee computes to, if any.
872 Comdats have a selection kind to provide input on how the linker should
873 choose between keys in two different object files.
875 Syntax::
877     $<Name> = comdat SelectionKind
879 The selection kind must be one of the following:
881 ``any``
882     The linker may choose any COMDAT key, the choice is arbitrary.
883 ``exactmatch``
884     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
885     same data.
886 ``largest``
887     The linker will choose the section containing the largest COMDAT key.
888 ``noduplicates``
889     The linker requires that only section with this COMDAT key exist.
890 ``samesize``
891     The linker may choose any COMDAT key but the sections must contain the
892     same amount of data.
894 Note that the Mach-O platform doesn't support COMDATs, and ELF and WebAssembly
895 only support ``any`` as a selection kind.
897 Here is an example of a COMDAT group where a function will only be selected if
898 the COMDAT key's section is the largest:
900 .. code-block:: text
902    $foo = comdat largest
903    @foo = global i32 2, comdat($foo)
905    define void @bar() comdat($foo) {
906      ret void
907    }
909 As a syntactic sugar the ``$name`` can be omitted if the name is the same as
910 the global name:
912 .. code-block:: text
914   $foo = comdat any
915   @foo = global i32 2, comdat
918 In a COFF object file, this will create a COMDAT section with selection kind
919 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_LARGEST`` containing the contents of the ``@foo`` symbol
920 and another COMDAT section with selection kind
921 ``IMAGE_COMDAT_SELECT_ASSOCIATIVE`` which is associated with the first COMDAT
922 section and contains the contents of the ``@bar`` symbol.
924 There are some restrictions on the properties of the global object.
925 It, or an alias to it, must have the same name as the COMDAT group when
926 targeting COFF.
927 The contents and size of this object may be used during link-time to determine
928 which COMDAT groups get selected depending on the selection kind.
929 Because the name of the object must match the name of the COMDAT group, the
930 linkage of the global object must not be local; local symbols can get renamed
931 if a collision occurs in the symbol table.
933 The combined use of COMDATS and section attributes may yield surprising results.
934 For example:
936 .. code-block:: text
938    $foo = comdat any
939    $bar = comdat any
940    @g1 = global i32 42, section "sec", comdat($foo)
941    @g2 = global i32 42, section "sec", comdat($bar)
943 From the object file perspective, this requires the creation of two sections
944 with the same name. This is necessary because both globals belong to different
945 COMDAT groups and COMDATs, at the object file level, are represented by
946 sections.
948 Note that certain IR constructs like global variables and functions may
949 create COMDATs in the object file in addition to any which are specified using
950 COMDAT IR. This arises when the code generator is configured to emit globals
951 in individual sections (e.g. when `-data-sections` or `-function-sections`
952 is supplied to `llc`).
954 .. _namedmetadatastructure:
956 Named Metadata
957 --------------
959 Named metadata is a collection of metadata. :ref:`Metadata
960 nodes <metadata>` (but not metadata strings) are the only valid
961 operands for a named metadata.
963 #. Named metadata are represented as a string of characters with the
964    metadata prefix. The rules for metadata names are the same as for
965    identifiers, but quoted names are not allowed. ``"\xx"`` type escapes
966    are still valid, which allows any character to be part of a name.
968 Syntax::
970     ; Some unnamed metadata nodes, which are referenced by the named metadata.
971     !0 = !{!"zero"}
972     !1 = !{!"one"}
973     !2 = !{!"two"}
974     ; A named metadata.
975     !name = !{!0, !1, !2}
977 .. _paramattrs:
979 Parameter Attributes
980 --------------------
982 The return type and each parameter of a function type may have a set of
983 *parameter attributes* associated with them. Parameter attributes are
984 used to communicate additional information about the result or
985 parameters of a function. Parameter attributes are considered to be part
986 of the function, not of the function type, so functions with different
987 parameter attributes can have the same function type.
989 Parameter attributes are simple keywords that follow the type specified.
990 If multiple parameter attributes are needed, they are space separated.
991 For example:
993 .. code-block:: llvm
995     declare i32 @printf(i8* noalias nocapture, ...)
996     declare i32 @atoi(i8 zeroext)
997     declare signext i8 @returns_signed_char()
999 Note that any attributes for the function result (``nounwind``,
1000 ``readonly``) come immediately after the argument list.
1002 Currently, only the following parameter attributes are defined:
1004 ``zeroext``
1005     This indicates to the code generator that the parameter or return
1006     value should be zero-extended to the extent required by the target's
1007     ABI by the caller (for a parameter) or the callee (for a return value).
1008 ``signext``
1009     This indicates to the code generator that the parameter or return
1010     value should be sign-extended to the extent required by the target's
1011     ABI (which is usually 32-bits) by the caller (for a parameter) or
1012     the callee (for a return value).
1013 ``inreg``
1014     This indicates that this parameter or return value should be treated
1015     in a special target-dependent fashion while emitting code for
1016     a function call or return (usually, by putting it in a register as
1017     opposed to memory, though some targets use it to distinguish between
1018     two different kinds of registers). Use of this attribute is
1019     target-specific.
1020 ``byval`` or ``byval(<ty>)``
1021     This indicates that the pointer parameter should really be passed by
1022     value to the function. The attribute implies that a hidden copy of
1023     the pointee is made between the caller and the callee, so the callee
1024     is unable to modify the value in the caller. This attribute is only
1025     valid on LLVM pointer arguments. It is generally used to pass
1026     structs and arrays by value, but is also valid on pointers to
1027     scalars. The copy is considered to belong to the caller not the
1028     callee (for example, ``readonly`` functions should not write to
1029     ``byval`` parameters). This is not a valid attribute for return
1030     values.
1032     The byval attribute also supports an optional type argument, which must be
1033     the same as the pointee type of the argument.
1035     The byval attribute also supports specifying an alignment with the
1036     align attribute. It indicates the alignment of the stack slot to
1037     form and the known alignment of the pointer specified to the call
1038     site. If the alignment is not specified, then the code generator
1039     makes a target-specific assumption.
1041 .. _attr_inalloca:
1043 ``inalloca``
1045     The ``inalloca`` argument attribute allows the caller to take the
1046     address of outgoing stack arguments. An ``inalloca`` argument must
1047     be a pointer to stack memory produced by an ``alloca`` instruction.
1048     The alloca, or argument allocation, must also be tagged with the
1049     inalloca keyword. Only the last argument may have the ``inalloca``
1050     attribute, and that argument is guaranteed to be passed in memory.
1052     An argument allocation may be used by a call at most once because
1053     the call may deallocate it. The ``inalloca`` attribute cannot be
1054     used in conjunction with other attributes that affect argument
1055     storage, like ``inreg``, ``nest``, ``sret``, or ``byval``. The
1056     ``inalloca`` attribute also disables LLVM's implicit lowering of
1057     large aggregate return values, which means that frontend authors
1058     must lower them with ``sret`` pointers.
1060     When the call site is reached, the argument allocation must have
1061     been the most recent stack allocation that is still live, or the
1062     behavior is undefined. It is possible to allocate additional stack
1063     space after an argument allocation and before its call site, but it
1064     must be cleared off with :ref:`llvm.stackrestore
1065     <int_stackrestore>`.
1067     See :doc:`InAlloca` for more information on how to use this
1068     attribute.
1070 ``sret``
1071     This indicates that the pointer parameter specifies the address of a
1072     structure that is the return value of the function in the source
1073     program. This pointer must be guaranteed by the caller to be valid:
1074     loads and stores to the structure may be assumed by the callee not
1075     to trap and to be properly aligned. This is not a valid attribute
1076     for return values.
1078 .. _attr_align:
1080 ``align <n>``
1081     This indicates that the pointer value may be assumed by the optimizer to
1082     have the specified alignment.  If the pointer value does not have the
1083     specified alignment, behavior is undefined.
1085     Note that this attribute has additional semantics when combined with the
1086     ``byval`` attribute, which are documented there.
1088 .. _noalias:
1090 ``noalias``
1091     This indicates that objects accessed via pointer values
1092     :ref:`based <pointeraliasing>` on the argument or return value are not also
1093     accessed, during the execution of the function, via pointer values not
1094     *based* on the argument or return value. The attribute on a return value
1095     also has additional semantics described below. The caller shares the
1096     responsibility with the callee for ensuring that these requirements are met.
1097     For further details, please see the discussion of the NoAlias response in
1098     :ref:`alias analysis <Must, May, or No>`.
1100     Note that this definition of ``noalias`` is intentionally similar
1101     to the definition of ``restrict`` in C99 for function arguments.
1103     For function return values, C99's ``restrict`` is not meaningful,
1104     while LLVM's ``noalias`` is. Furthermore, the semantics of the ``noalias``
1105     attribute on return values are stronger than the semantics of the attribute
1106     when used on function arguments. On function return values, the ``noalias``
1107     attribute indicates that the function acts like a system memory allocation
1108     function, returning a pointer to allocated storage disjoint from the
1109     storage for any other object accessible to the caller.
1111 ``nocapture``
1112     This indicates that the callee does not make any copies of the
1113     pointer that outlive the callee itself. This is not a valid
1114     attribute for return values.  Addresses used in volatile operations
1115     are considered to be captured.
1117 .. _nest:
1119 ``nest``
1120     This indicates that the pointer parameter can be excised using the
1121     :ref:`trampoline intrinsics <int_trampoline>`. This is not a valid
1122     attribute for return values and can only be applied to one parameter.
1124 ``returned``
1125     This indicates that the function always returns the argument as its return
1126     value. This is a hint to the optimizer and code generator used when
1127     generating the caller, allowing value propagation, tail call optimization,
1128     and omission of register saves and restores in some cases; it is not
1129     checked or enforced when generating the callee. The parameter and the
1130     function return type must be valid operands for the
1131     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`. This is not a valid attribute for
1132     return values and can only be applied to one parameter.
1134 ``nonnull``
1135     This indicates that the parameter or return pointer is not null. This
1136     attribute may only be applied to pointer typed parameters. This is not
1137     checked or enforced by LLVM; if the parameter or return pointer is null,
1138     the behavior is undefined.
1140 ``dereferenceable(<n>)``
1141     This indicates that the parameter or return pointer is dereferenceable. This
1142     attribute may only be applied to pointer typed parameters. A pointer that
1143     is dereferenceable can be loaded from speculatively without a risk of
1144     trapping. The number of bytes known to be dereferenceable must be provided
1145     in parentheses. It is legal for the number of bytes to be less than the
1146     size of the pointee type. The ``nonnull`` attribute does not imply
1147     dereferenceability (consider a pointer to one element past the end of an
1148     array), however ``dereferenceable(<n>)`` does imply ``nonnull`` in
1149     ``addrspace(0)`` (which is the default address space).
1151 ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1152     This indicates that the parameter or return value isn't both
1153     non-null and non-dereferenceable (up to ``<n>`` bytes) at the same
1154     time. All non-null pointers tagged with
1155     ``dereferenceable_or_null(<n>)`` are ``dereferenceable(<n>)``.
1156     For address space 0 ``dereferenceable_or_null(<n>)`` implies that
1157     a pointer is exactly one of ``dereferenceable(<n>)`` or ``null``,
1158     and in other address spaces ``dereferenceable_or_null(<n>)``
1159     implies that a pointer is at least one of ``dereferenceable(<n>)``
1160     or ``null`` (i.e. it may be both ``null`` and
1161     ``dereferenceable(<n>)``). This attribute may only be applied to
1162     pointer typed parameters.
1164 ``swiftself``
1165     This indicates that the parameter is the self/context parameter. This is not
1166     a valid attribute for return values and can only be applied to one
1167     parameter.
1169 ``swifterror``
1170     This attribute is motivated to model and optimize Swift error handling. It
1171     can be applied to a parameter with pointer to pointer type or a
1172     pointer-sized alloca. At the call site, the actual argument that corresponds
1173     to a ``swifterror`` parameter has to come from a ``swifterror`` alloca or
1174     the ``swifterror`` parameter of the caller. A ``swifterror`` value (either
1175     the parameter or the alloca) can only be loaded and stored from, or used as
1176     a ``swifterror`` argument. This is not a valid attribute for return values
1177     and can only be applied to one parameter.
1179     These constraints allow the calling convention to optimize access to
1180     ``swifterror`` variables by associating them with a specific register at
1181     call boundaries rather than placing them in memory. Since this does change
1182     the calling convention, a function which uses the ``swifterror`` attribute
1183     on a parameter is not ABI-compatible with one which does not.
1185     These constraints also allow LLVM to assume that a ``swifterror`` argument
1186     does not alias any other memory visible within a function and that a
1187     ``swifterror`` alloca passed as an argument does not escape.
1189 ``immarg``
1190     This indicates the parameter is required to be an immediate
1191     value. This must be a trivial immediate integer or floating-point
1192     constant. Undef or constant expressions are not valid. This is
1193     only valid on intrinsic declarations and cannot be applied to a
1194     call site or arbitrary function.
1196 .. _gc:
1198 Garbage Collector Strategy Names
1199 --------------------------------
1201 Each function may specify a garbage collector strategy name, which is simply a
1202 string:
1204 .. code-block:: llvm
1206     define void @f() gc "name" { ... }
1208 The supported values of *name* includes those :ref:`built in to LLVM
1209 <builtin-gc-strategies>` and any provided by loaded plugins. Specifying a GC
1210 strategy will cause the compiler to alter its output in order to support the
1211 named garbage collection algorithm. Note that LLVM itself does not contain a
1212 garbage collector, this functionality is restricted to generating machine code
1213 which can interoperate with a collector provided externally.
1215 .. _prefixdata:
1217 Prefix Data
1218 -----------
1220 Prefix data is data associated with a function which the code
1221 generator will emit immediately before the function's entrypoint.
1222 The purpose of this feature is to allow frontends to associate
1223 language-specific runtime metadata with specific functions and make it
1224 available through the function pointer while still allowing the
1225 function pointer to be called.
1227 To access the data for a given function, a program may bitcast the
1228 function pointer to a pointer to the constant's type and dereference
1229 index -1. This implies that the IR symbol points just past the end of
1230 the prefix data. For instance, take the example of a function annotated
1231 with a single ``i32``,
1233 .. code-block:: llvm
1235     define void @f() prefix i32 123 { ... }
1237 The prefix data can be referenced as,
1239 .. code-block:: llvm
1241     %0 = bitcast void* () @f to i32*
1242     %a = getelementptr inbounds i32, i32* %0, i32 -1
1243     %b = load i32, i32* %a
1245 Prefix data is laid out as if it were an initializer for a global variable
1246 of the prefix data's type. The function will be placed such that the
1247 beginning of the prefix data is aligned. This means that if the size
1248 of the prefix data is not a multiple of the alignment size, the
1249 function's entrypoint will not be aligned. If alignment of the
1250 function's entrypoint is desired, padding must be added to the prefix
1251 data.
1253 A function may have prefix data but no body. This has similar semantics
1254 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1255 optimizers but will not be emitted in the object file.
1257 .. _prologuedata:
1259 Prologue Data
1260 -------------
1262 The ``prologue`` attribute allows arbitrary code (encoded as bytes) to
1263 be inserted prior to the function body. This can be used for enabling
1264 function hot-patching and instrumentation.
1266 To maintain the semantics of ordinary function calls, the prologue data must
1267 have a particular format. Specifically, it must begin with a sequence of
1268 bytes which decode to a sequence of machine instructions, valid for the
1269 module's target, which transfer control to the point immediately succeeding
1270 the prologue data, without performing any other visible action. This allows
1271 the inliner and other passes to reason about the semantics of the function
1272 definition without needing to reason about the prologue data. Obviously this
1273 makes the format of the prologue data highly target dependent.
1275 A trivial example of valid prologue data for the x86 architecture is ``i8 144``,
1276 which encodes the ``nop`` instruction:
1278 .. code-block:: text
1280     define void @f() prologue i8 144 { ... }
1282 Generally prologue data can be formed by encoding a relative branch instruction
1283 which skips the metadata, as in this example of valid prologue data for the
1284 x86_64 architecture, where the first two bytes encode ``jmp .+10``:
1286 .. code-block:: text
1288     %0 = type <{ i8, i8, i8* }>
1290     define void @f() prologue %0 <{ i8 235, i8 8, i8* @md}> { ... }
1292 A function may have prologue data but no body. This has similar semantics
1293 to the ``available_externally`` linkage in that the data may be used by the
1294 optimizers but will not be emitted in the object file.
1296 .. _personalityfn:
1298 Personality Function
1299 --------------------
1301 The ``personality`` attribute permits functions to specify what function
1302 to use for exception handling.
1304 .. _attrgrp:
1306 Attribute Groups
1307 ----------------
1309 Attribute groups are groups of attributes that are referenced by objects within
1310 the IR. They are important for keeping ``.ll`` files readable, because a lot of
1311 functions will use the same set of attributes. In the degenerative case of a
1312 ``.ll`` file that corresponds to a single ``.c`` file, the single attribute
1313 group will capture the important command line flags used to build that file.
1315 An attribute group is a module-level object. To use an attribute group, an
1316 object references the attribute group's ID (e.g. ``#37``). An object may refer
1317 to more than one attribute group. In that situation, the attributes from the
1318 different groups are merged.
1320 Here is an example of attribute groups for a function that should always be
1321 inlined, has a stack alignment of 4, and which shouldn't use SSE instructions:
1323 .. code-block:: llvm
1325    ; Target-independent attributes:
1326    attributes #0 = { alwaysinline alignstack=4 }
1328    ; Target-dependent attributes:
1329    attributes #1 = { "no-sse" }
1331    ; Function @f has attributes: alwaysinline, alignstack=4, and "no-sse".
1332    define void @f() #0 #1 { ... }
1334 .. _fnattrs:
1336 Function Attributes
1337 -------------------
1339 Function attributes are set to communicate additional information about
1340 a function. Function attributes are considered to be part of the
1341 function, not of the function type, so functions with different function
1342 attributes can have the same function type.
1344 Function attributes are simple keywords that follow the type specified.
1345 If multiple attributes are needed, they are space separated. For
1346 example:
1348 .. code-block:: llvm
1350     define void @f() noinline { ... }
1351     define void @f() alwaysinline { ... }
1352     define void @f() alwaysinline optsize { ... }
1353     define void @f() optsize { ... }
1355 ``alignstack(<n>)``
1356     This attribute indicates that, when emitting the prologue and
1357     epilogue, the backend should forcibly align the stack pointer.
1358     Specify the desired alignment, which must be a power of two, in
1359     parentheses.
1360 ``allocsize(<EltSizeParam>[, <NumEltsParam>])``
1361     This attribute indicates that the annotated function will always return at
1362     least a given number of bytes (or null). Its arguments are zero-indexed
1363     parameter numbers; if one argument is provided, then it's assumed that at
1364     least ``CallSite.Args[EltSizeParam]`` bytes will be available at the
1365     returned pointer. If two are provided, then it's assumed that
1366     ``CallSite.Args[EltSizeParam] * CallSite.Args[NumEltsParam]`` bytes are
1367     available. The referenced parameters must be integer types. No assumptions
1368     are made about the contents of the returned block of memory.
1369 ``alwaysinline``
1370     This attribute indicates that the inliner should attempt to inline
1371     this function into callers whenever possible, ignoring any active
1372     inlining size threshold for this caller.
1373 ``builtin``
1374     This indicates that the callee function at a call site should be
1375     recognized as a built-in function, even though the function's declaration
1376     uses the ``nobuiltin`` attribute. This is only valid at call sites for
1377     direct calls to functions that are declared with the ``nobuiltin``
1378     attribute.
1379 ``cold``
1380     This attribute indicates that this function is rarely called. When
1381     computing edge weights, basic blocks post-dominated by a cold
1382     function call are also considered to be cold; and, thus, given low
1383     weight.
1384 ``convergent``
1385     In some parallel execution models, there exist operations that cannot be
1386     made control-dependent on any additional values.  We call such operations
1387     ``convergent``, and mark them with this attribute.
1389     The ``convergent`` attribute may appear on functions or call/invoke
1390     instructions.  When it appears on a function, it indicates that calls to
1391     this function should not be made control-dependent on additional values.
1392     For example, the intrinsic ``llvm.nvvm.barrier0`` is ``convergent``, so
1393     calls to this intrinsic cannot be made control-dependent on additional
1394     values.
1396     When it appears on a call/invoke, the ``convergent`` attribute indicates
1397     that we should treat the call as though we're calling a convergent
1398     function.  This is particularly useful on indirect calls; without this we
1399     may treat such calls as though the target is non-convergent.
1401     The optimizer may remove the ``convergent`` attribute on functions when it
1402     can prove that the function does not execute any convergent operations.
1403     Similarly, the optimizer may remove ``convergent`` on calls/invokes when it
1404     can prove that the call/invoke cannot call a convergent function.
1405 ``inaccessiblememonly``
1406     This attribute indicates that the function may only access memory that
1407     is not accessible by the module being compiled. This is a weaker form
1408     of ``readnone``. If the function reads or writes other memory, the
1409     behavior is undefined.
1410 ``inaccessiblemem_or_argmemonly``
1411     This attribute indicates that the function may only access memory that is
1412     either not accessible by the module being compiled, or is pointed to
1413     by its pointer arguments. This is a weaker form of  ``argmemonly``. If the
1414     function reads or writes other memory, the behavior is undefined.
1415 ``inlinehint``
1416     This attribute indicates that the source code contained a hint that
1417     inlining this function is desirable (such as the "inline" keyword in
1418     C/C++). It is just a hint; it imposes no requirements on the
1419     inliner.
1420 ``jumptable``
1421     This attribute indicates that the function should be added to a
1422     jump-instruction table at code-generation time, and that all address-taken
1423     references to this function should be replaced with a reference to the
1424     appropriate jump-instruction-table function pointer. Note that this creates
1425     a new pointer for the original function, which means that code that depends
1426     on function-pointer identity can break. So, any function annotated with
1427     ``jumptable`` must also be ``unnamed_addr``.
1428 ``minsize``
1429     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1430     passes make choices that keep the code size of this function as small
1431     as possible and perform optimizations that may sacrifice runtime
1432     performance in order to minimize the size of the generated code.
1433 ``naked``
1434     This attribute disables prologue / epilogue emission for the
1435     function. This can have very system-specific consequences.
1436 ``no-jump-tables``
1437     When this attribute is set to true, the jump tables and lookup tables that
1438     can be generated from a switch case lowering are disabled.
1439 ``nobuiltin``
1440     This indicates that the callee function at a call site is not recognized as
1441     a built-in function. LLVM will retain the original call and not replace it
1442     with equivalent code based on the semantics of the built-in function, unless
1443     the call site uses the ``builtin`` attribute. This is valid at call sites
1444     and on function declarations and definitions.
1445 ``noduplicate``
1446     This attribute indicates that calls to the function cannot be
1447     duplicated. A call to a ``noduplicate`` function may be moved
1448     within its parent function, but may not be duplicated within
1449     its parent function.
1451     A function containing a ``noduplicate`` call may still
1452     be an inlining candidate, provided that the call is not
1453     duplicated by inlining. That implies that the function has
1454     internal linkage and only has one call site, so the original
1455     call is dead after inlining.
1456 ``nofree``
1457     This function attribute indicates that the function does not, directly or
1458     indirectly, call a memory-deallocation function (free, for example). As a
1459     result, uncaptured pointers that are known to be dereferenceable prior to a
1460     call to a function with the ``nofree`` attribute are still known to be
1461     dereferenceable after the call (the capturing condition is necessary in
1462     environments where the function might communicate the pointer to another thread
1463     which then deallocates the memory).
1464 ``noimplicitfloat``
1465     This attributes disables implicit floating-point instructions.
1466 ``noinline``
1467     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1468     function in any situation. This attribute may not be used together
1469     with the ``alwaysinline`` attribute.
1470 ``nonlazybind``
1471     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1472     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1473     startup time if the function is not called during program startup.
1474 ``noredzone``
1475     This attribute indicates that the code generator should not use a
1476     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1477 ``indirect-tls-seg-refs``
1478     This attribute indicates that the code generator should not use
1479     direct TLS access through segment registers, even if the
1480     target-specific ABI normally permits it.
1481 ``noreturn``
1482     This function attribute indicates that the function never returns
1483     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1484     function ever does dynamically return.
1485 ``norecurse``
1486     This function attribute indicates that the function does not call itself
1487     either directly or indirectly down any possible call path. This produces
1488     undefined behavior at runtime if the function ever does recurse.
1489 ``willreturn``
1490     This function attribute indicates that a call of this function will
1491     either exhibit undefined behavior or comes back and continues execution
1492     at a point in the existing call stack that includes the current invocation.
1493     Annotated functions may still raise an exception, i.a., ``nounwind`` is not implied.
1494     If an invocation of an annotated function does not return control back
1495     to a point in the call stack, the behavior is undefined.
1496 ``nosync``
1497     This function attribute indicates that the function does not communicate
1498     (synchronize) with another thread through memory or other well-defined means.
1499     Synchronization is considered possible in the presence of `atomic` accesses
1500     that enforce an order, thus not "unordered" and "monotonic", `volatile` accesses,
1501     as well as `convergent` function calls. Note that through `convergent` function calls
1502     non-memory communication, e.g., cross-lane operations, are possible and are also
1503     considered synchronization. However `convergent` does not contradict `nosync`.
1504     If an annotated function does ever synchronize with another thread,
1505     the behavior is undefined.
1506 ``nounwind``
1507     This function attribute indicates that the function never raises an
1508     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1509     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1510     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1511     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1512     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1513 ``"null-pointer-is-valid"``
1514    If ``"null-pointer-is-valid"`` is set to ``"true"``, then ``null`` address
1515    in address-space 0 is considered to be a valid address for memory loads and
1516    stores. Any analysis or optimization should not treat dereferencing a
1517    pointer to ``null`` as undefined behavior in this function.
1518    Note: Comparing address of a global variable to ``null`` may still
1519    evaluate to false because of a limitation in querying this attribute inside
1520    constant expressions.
1521 ``optforfuzzing``
1522     This attribute indicates that this function should be optimized
1523     for maximum fuzzing signal.
1524 ``optnone``
1525     This function attribute indicates that most optimization passes will skip
1526     this function, with the exception of interprocedural optimization passes.
1527     Code generation defaults to the "fast" instruction selector.
1528     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1529     attribute; this attribute is also incompatible
1530     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1532     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1533     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1534     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1535     candidates for inlining into the body of this function.
1536 ``optsize``
1537     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1538     passes make choices that keep the code size of this function low,
1539     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1540     long as they do not significantly impact runtime performance.
1541 ``"patchable-function"``
1542     This attribute tells the code generator that the code
1543     generated for this function needs to follow certain conventions that
1544     make it possible for a runtime function to patch over it later.
1545     The exact effect of this attribute depends on its string value,
1546     for which there currently is one legal possibility:
1548      * ``"prologue-short-redirect"`` - This style of patchable
1549        function is intended to support patching a function prologue to
1550        redirect control away from the function in a thread safe
1551        manner.  It guarantees that the first instruction of the
1552        function will be large enough to accommodate a short jump
1553        instruction, and will be sufficiently aligned to allow being
1554        fully changed via an atomic compare-and-swap instruction.
1555        While the first requirement can be satisfied by inserting large
1556        enough NOP, LLVM can and will try to re-purpose an existing
1557        instruction (i.e. one that would have to be emitted anyway) as
1558        the patchable instruction larger than a short jump.
1560        ``"prologue-short-redirect"`` is currently only supported on
1561        x86-64.
1563     This attribute by itself does not imply restrictions on
1564     inter-procedural optimizations.  All of the semantic effects the
1565     patching may have to be separately conveyed via the linkage type.
1566 ``"probe-stack"``
1567     This attribute indicates that the function will trigger a guard region
1568     in the end of the stack. It ensures that accesses to the stack must be
1569     no further apart than the size of the guard region to a previous
1570     access of the stack. It takes one required string value, the name of
1571     the stack probing function that will be called.
1573     If a function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into
1574     a function with another ``"probe-stack"`` attribute, the resulting
1575     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the caller. If a
1576     function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into a
1577     function that has no ``"probe-stack"`` attribute at all, the resulting
1578     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the callee.
1579 ``readnone``
1580     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1581     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1582     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1583     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1584     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1585     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1586     to callers. This means while it cannot unwind exceptions by calling
1587     the ``C++`` exception throwing methods (since they write to memory), there may
1588     be non-``C++`` mechanisms that throw exceptions without writing to LLVM
1589     visible memory.
1591     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1592     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1593     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1595     If a readnone function reads or writes memory visible to the program, or
1596     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads from
1597     or writes to a readnone pointer argument, the behavior is undefined.
1598 ``readonly``
1599     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1600     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1601     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1602     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1603     state that may be set in the caller. A readonly function always
1604     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1605     called with the same set of arguments and global state.  This means while it
1606     cannot unwind exceptions by calling the ``C++`` exception throwing methods
1607     (since they write to memory), there may be non-``C++`` mechanisms that throw
1608     exceptions without writing to LLVM visible memory.
1610     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1611     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1612     the pointer points to.
1614     If a readonly function writes memory visible to the program, or
1615     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function writes to
1616     a readonly pointer argument, the behavior is undefined.
1617 ``"stack-probe-size"``
1618     This attribute controls the behavior of stack probes: either
1619     the ``"probe-stack"`` attribute, or ABI-required stack probes, if any.
1620     It defines the size of the guard region. It ensures that if the function
1621     may use more stack space than the size of the guard region, stack probing
1622     sequence will be emitted. It takes one required integer value, which
1623     is 4096 by default.
1625     If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is inlined into
1626     a function with another ``"stack-probe-size"`` attribute, the resulting
1627     function has the ``"stack-probe-size"`` attribute that has the lower
1628     numeric value. If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is
1629     inlined into a function that has no ``"stack-probe-size"`` attribute
1630     at all, the resulting function has the ``"stack-probe-size"`` attribute
1631     of the callee.
1632 ``"no-stack-arg-probe"``
1633     This attribute disables ABI-required stack probes, if any.
1634 ``writeonly``
1635     On a function, this attribute indicates that the function may write to but
1636     does not read from memory.
1638     On an argument, this attribute indicates that the function may write to but
1639     does not read through this pointer argument (even though it may read from
1640     the memory that the pointer points to).
1642     If a writeonly function reads memory visible to the program, or
1643     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads
1644     from a writeonly pointer argument, the behavior is undefined.
1645 ``argmemonly``
1646     This attribute indicates that the only memory accesses inside function are
1647     loads and stores from objects pointed to by its pointer-typed arguments,
1648     with arbitrary offsets. Or in other words, all memory operations in the
1649     function can refer to memory only using pointers based on its function
1650     arguments.
1652     Note that ``argmemonly`` can be used together with ``readonly`` attribute
1653     in order to specify that function reads only from its arguments.
1655     If an argmemonly function reads or writes memory other than the pointer
1656     arguments, or has other side-effects, the behavior is undefined.
1657 ``returns_twice``
1658     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1659     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1660     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1661     functions.
1662 ``safestack``
1663     This attribute indicates that
1664     `SafeStack <http://clang.llvm.org/docs/SafeStack.html>`_
1665     protection is enabled for this function.
1667     If a function that has a ``safestack`` attribute is inlined into a
1668     function that doesn't have a ``safestack`` attribute or which has an
1669     ``ssp``, ``sspstrong`` or ``sspreq`` attribute, then the resulting
1670     function will have a ``safestack`` attribute.
1671 ``sanitize_address``
1672     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1673     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1674 ``sanitize_memory``
1675     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1676     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1677 ``sanitize_thread``
1678     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1679     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1680 ``sanitize_hwaddress``
1681     This attribute indicates that HWAddressSanitizer checks
1682     (dynamic address safety analysis based on tagged pointers) are enabled for
1683     this function.
1684 ``speculative_load_hardening``
1685     This attribute indicates that
1686     `Speculative Load Hardening <https://llvm.org/docs/SpeculativeLoadHardening.html>`_
1687     should be enabled for the function body.
1689     Speculative Load Hardening is a best-effort mitigation against
1690     information leak attacks that make use of control flow
1691     miss-speculation - specifically miss-speculation of whether a branch
1692     is taken or not. Typically vulnerabilities enabling such attacks are
1693     classified as "Spectre variant #1". Notably, this does not attempt to
1694     mitigate against miss-speculation of branch target, classified as
1695     "Spectre variant #2" vulnerabilities.
1697     When inlining, the attribute is sticky. Inlining a function that carries
1698     this attribute will cause the caller to gain the attribute. This is intended
1699     to provide a maximally conservative model where the code in a function
1700     annotated with this attribute will always (even after inlining) end up
1701     hardened.
1702 ``speculatable``
1703     This function attribute indicates that the function does not have any
1704     effects besides calculating its result and does not have undefined behavior.
1705     Note that ``speculatable`` is not enough to conclude that along any
1706     particular execution path the number of calls to this function will not be
1707     externally observable. This attribute is only valid on functions
1708     and declarations, not on individual call sites. If a function is
1709     incorrectly marked as speculatable and really does exhibit
1710     undefined behavior, the undefined behavior may be observed even
1711     if the call site is dead code.
1713 ``ssp``
1714     This attribute indicates that the function should emit a stack
1715     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1716     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1717     return from the function to see if it has been overwritten. A
1718     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1719     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1721     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1722     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1723     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1724       ``ssp-buffer-size``.
1726     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1727     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1729     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1730     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1731     function will have an ``ssp`` attribute.
1732 ``sspreq``
1733     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1734     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1735     attribute.
1737     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1738     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1739     The specific layout rules are:
1741     #. Large arrays and structures containing large arrays
1742        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1743     #. Small arrays and structures containing small arrays
1744        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1745     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1746        protector.
1748     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1749     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1750     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1751     an ``sspreq`` attribute.
1752 ``sspstrong``
1753     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1754     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1755     determining if a function needs stack protectors. The strong heuristic
1756     will enable protectors for functions with:
1758     - Arrays of any size and type
1759     - Aggregates containing an array of any size and type.
1760     - Calls to alloca().
1761     - Local variables that have had their address taken.
1763     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1764     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1765     The specific layout rules are:
1767     #. Large arrays and structures containing large arrays
1768        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1769     #. Small arrays and structures containing small arrays
1770        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1771     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1772        protector.
1774     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1776     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1777     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1778     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1779 ``strictfp``
1780     This attribute indicates that the function was called from a scope that
1781     requires strict floating-point semantics.  LLVM will not attempt any
1782     optimizations that require assumptions about the floating-point rounding
1783     mode or that might alter the state of floating-point status flags that
1784     might otherwise be set or cleared by calling this function.
1785 ``"thunk"``
1786     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1787     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1788     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1789     match the thunk target prototype.
1790 ``uwtable``
1791     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1792     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1793     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1794     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1795     units.
1796 ``nocf_check``
1797     This attribute indicates that no control-flow check will be performed on
1798     the attributed entity. It disables -fcf-protection=<> for a specific
1799     entity to fine grain the HW control flow protection mechanism. The flag
1800     is target independent and currently appertains to a function or function
1801     pointer.
1802 ``shadowcallstack``
1803     This attribute indicates that the ShadowCallStack checks are enabled for
1804     the function. The instrumentation checks that the return address for the
1805     function has not changed between the function prolog and eiplog. It is
1806     currently x86_64-specific.
1808 .. _glattrs:
1810 Global Attributes
1811 -----------------
1813 Attributes may be set to communicate additional information about a global variable.
1814 Unlike :ref:`function attributes <fnattrs>`, attributes on a global variable
1815 are grouped into a single :ref:`attribute group <attrgrp>`.
1817 .. _opbundles:
1819 Operand Bundles
1820 ---------------
1822 Operand bundles are tagged sets of SSA values that can be associated
1823 with certain LLVM instructions (currently only ``call`` s and
1824 ``invoke`` s).  In a way they are like metadata, but dropping them is
1825 incorrect and will change program semantics.
1827 Syntax::
1829     operand bundle set ::= '[' operand bundle (, operand bundle )* ']'
1830     operand bundle ::= tag '(' [ bundle operand ] (, bundle operand )* ')'
1831     bundle operand ::= SSA value
1832     tag ::= string constant
1834 Operand bundles are **not** part of a function's signature, and a
1835 given function may be called from multiple places with different kinds
1836 of operand bundles.  This reflects the fact that the operand bundles
1837 are conceptually a part of the ``call`` (or ``invoke``), not the
1838 callee being dispatched to.
1840 Operand bundles are a generic mechanism intended to support
1841 runtime-introspection-like functionality for managed languages.  While
1842 the exact semantics of an operand bundle depend on the bundle tag,
1843 there are certain limitations to how much the presence of an operand
1844 bundle can influence the semantics of a program.  These restrictions
1845 are described as the semantics of an "unknown" operand bundle.  As
1846 long as the behavior of an operand bundle is describable within these
1847 restrictions, LLVM does not need to have special knowledge of the
1848 operand bundle to not miscompile programs containing it.
1850 - The bundle operands for an unknown operand bundle escape in unknown
1851   ways before control is transferred to the callee or invokee.
1852 - Calls and invokes with operand bundles have unknown read / write
1853   effect on the heap on entry and exit (even if the call target is
1854   ``readnone`` or ``readonly``), unless they're overridden with
1855   callsite specific attributes.
1856 - An operand bundle at a call site cannot change the implementation
1857   of the called function.  Inter-procedural optimizations work as
1858   usual as long as they take into account the first two properties.
1860 More specific types of operand bundles are described below.
1862 .. _deopt_opbundles:
1864 Deoptimization Operand Bundles
1865 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1867 Deoptimization operand bundles are characterized by the ``"deopt"``
1868 operand bundle tag.  These operand bundles represent an alternate
1869 "safe" continuation for the call site they're attached to, and can be
1870 used by a suitable runtime to deoptimize the compiled frame at the
1871 specified call site.  There can be at most one ``"deopt"`` operand
1872 bundle attached to a call site.  Exact details of deoptimization is
1873 out of scope for the language reference, but it usually involves
1874 rewriting a compiled frame into a set of interpreted frames.
1876 From the compiler's perspective, deoptimization operand bundles make
1877 the call sites they're attached to at least ``readonly``.  They read
1878 through all of their pointer typed operands (even if they're not
1879 otherwise escaped) and the entire visible heap.  Deoptimization
1880 operand bundles do not capture their operands except during
1881 deoptimization, in which case control will not be returned to the
1882 compiled frame.
1884 The inliner knows how to inline through calls that have deoptimization
1885 operand bundles.  Just like inlining through a normal call site
1886 involves composing the normal and exceptional continuations, inlining
1887 through a call site with a deoptimization operand bundle needs to
1888 appropriately compose the "safe" deoptimization continuation.  The
1889 inliner does this by prepending the parent's deoptimization
1890 continuation to every deoptimization continuation in the inlined body.
1891 E.g. inlining ``@f`` into ``@g`` in the following example
1893 .. code-block:: llvm
1895     define void @f() {
1896       call void @x()  ;; no deopt state
1897       call void @y() [ "deopt"(i32 10) ]
1898       call void @y() [ "deopt"(i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1899       ret void
1900     }
1902     define void @g() {
1903       call void @f() [ "deopt"(i32 20) ]
1904       ret void
1905     }
1907 will result in
1909 .. code-block:: llvm
1911     define void @g() {
1912       call void @x()  ;; still no deopt state
1913       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10) ]
1914       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1915       ret void
1916     }
1918 It is the frontend's responsibility to structure or encode the
1919 deoptimization state in a way that syntactically prepending the
1920 caller's deoptimization state to the callee's deoptimization state is
1921 semantically equivalent to composing the caller's deoptimization
1922 continuation after the callee's deoptimization continuation.
1924 .. _ob_funclet:
1926 Funclet Operand Bundles
1927 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1929 Funclet operand bundles are characterized by the ``"funclet"``
1930 operand bundle tag.  These operand bundles indicate that a call site
1931 is within a particular funclet.  There can be at most one
1932 ``"funclet"`` operand bundle attached to a call site and it must have
1933 exactly one bundle operand.
1935 If any funclet EH pads have been "entered" but not "exited" (per the
1936 `description in the EH doc\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
1937 it is undefined behavior to execute a ``call`` or ``invoke`` which:
1939 * does not have a ``"funclet"`` bundle and is not a ``call`` to a nounwind
1940   intrinsic, or
1941 * has a ``"funclet"`` bundle whose operand is not the most-recently-entered
1942   not-yet-exited funclet EH pad.
1944 Similarly, if no funclet EH pads have been entered-but-not-yet-exited,
1945 executing a ``call`` or ``invoke`` with a ``"funclet"`` bundle is undefined behavior.
1947 GC Transition Operand Bundles
1948 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1950 GC transition operand bundles are characterized by the
1951 ``"gc-transition"`` operand bundle tag. These operand bundles mark a
1952 call as a transition between a function with one GC strategy to a
1953 function with a different GC strategy. If coordinating the transition
1954 between GC strategies requires additional code generation at the call
1955 site, these bundles may contain any values that are needed by the
1956 generated code.  For more details, see :ref:`GC Transitions
1957 <gc_transition_args>`.
1959 .. _moduleasm:
1961 Module-Level Inline Assembly
1962 ----------------------------
1964 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1965 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1966 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1967 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1969 .. code-block:: llvm
1971     module asm "inline asm code goes here"
1972     module asm "more can go here"
1974 The strings can contain any character by escaping non-printable
1975 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1976 two digit hex code for the number.
1978 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1979 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1981 .. _langref_datalayout:
1983 Data Layout
1984 -----------
1986 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1987 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1988 simply:
1990 .. code-block:: llvm
1992     target datalayout = "layout specification"
1994 The *layout specification* consists of a list of specifications
1995 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1996 with a letter and may include other information after the letter to
1997 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1998 as follows:
2000 ``E``
2001     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
2002     the bits with the most significance have the lowest address
2003     location.
2004 ``e``
2005     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
2006     is, the bits with the least significance have the lowest address
2007     location.
2008 ``S<size>``
2009     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
2010     promotion of stack variables is limited to the natural stack
2011     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
2012     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
2013     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
2014     alignment promotions.
2015 ``P<address space>``
2016     Specifies the address space that corresponds to program memory.
2017     Harvard architectures can use this to specify what space LLVM
2018     should place things such as functions into. If omitted, the
2019     program memory space defaults to the default address space of 0,
2020     which corresponds to a Von Neumann architecture that has code
2021     and data in the same space.
2022 ``A<address space>``
2023     Specifies the address space of objects created by '``alloca``'.
2024     Defaults to the default address space of 0.
2025 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>:<idx>``
2026     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
2027     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. The fourth parameter
2028     ``<idx>`` is a size of index that used for address calculation. If not
2029     specified, the default index size is equal to the pointer size. All sizes
2030     are in bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
2031     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
2032     in the range [1,2^23).
2033 ``i<size>:<abi>:<pref>``
2034     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
2035     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
2036 ``v<size>:<abi>:<pref>``
2037     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
2038     ``<size>``.
2039 ``f<size>:<abi>:<pref>``
2040     This specifies the alignment for a floating-point type of a given bit
2041     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
2042     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
2043     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
2044     targets.
2045 ``a:<abi>:<pref>``
2046     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
2047 ``F<type><abi>``
2048     This specifies the alignment for function pointers.
2049     The options for ``<type>`` are:
2051     * ``i``: The alignment of function pointers is independent of the alignment
2052       of functions, and is a multiple of ``<abi>``.
2053     * ``n``: The alignment of function pointers is a multiple of the explicit
2054       alignment specified on the function, and is a multiple of ``<abi>``.
2055 ``m:<mangling>``
2056     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. Symbols
2057     prefixed with the mangling escape character ``\01`` are passed through
2058     directly to the assembler without the escape character. The mangling style
2059     options are
2061     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
2062     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
2063     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
2064       symbols get a ``_`` prefix.
2065     * ``x``: Windows x86 COFF mangling: Private symbols get the usual prefix.
2066       Regular C symbols get a ``_`` prefix. Functions with ``__stdcall``,
2067       ``__fastcall``, and ``__vectorcall`` have custom mangling that appends
2068       ``@N`` where N is the number of bytes used to pass parameters. C++ symbols
2069       starting with ``?`` are not mangled in any way.
2070     * ``w``: Windows COFF mangling: Similar to ``x``, except that normal C
2071       symbols do not receive a ``_`` prefix.
2072 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
2073     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
2074     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
2075     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
2076     this set are considered to support most general arithmetic operations
2077     efficiently.
2078 ``ni:<address space0>:<address space1>:<address space2>...``
2079     This specifies pointer types with the specified address spaces
2080     as :ref:`Non-Integral Pointer Type <nointptrtype>` s.  The ``0``
2081     address space cannot be specified as non-integral.
2083 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
2084 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
2085 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
2087 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
2088 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
2089 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
2090 specifications are given in this list:
2092 -  ``E`` - big endian
2093 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
2094 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
2095    same as the default address space.
2096 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
2097 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
2098 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
2099 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
2100 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
2101 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
2102    alignment of 64-bits
2103 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
2104 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
2105 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
2106 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
2107 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
2108 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
2109 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
2111 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
2112 following rules:
2114 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
2115    that specification is used.
2116 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
2117    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
2118    sought type is used. If none of the specifications are larger than
2119    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
2120    given the default specifications above, the i7 type will use the
2121    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
2122    alignment of i64 (largest specified).
2123 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
2124    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
2125    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
2126    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
2128 The function of the data layout string may not be what you expect.
2129 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
2130 the code generator should use.
2132 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
2133 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
2134 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
2135 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
2136 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
2137 don't specify the string, the default specifications will be used to
2138 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
2139 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
2140 these default specifications.
2142 .. _langref_triple:
2144 Target Triple
2145 -------------
2147 A module may specify a target triple string that describes the target
2148 host. The syntax for the target triple is simply:
2150 .. code-block:: llvm
2152     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
2154 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
2155 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
2159     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
2160     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
2162 This information is passed along to the backend so that it generates
2163 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
2164 command line with the ``-mtriple`` command line option.
2166 .. _pointeraliasing:
2168 Pointer Aliasing Rules
2169 ----------------------
2171 Any memory access must be done through a pointer value associated with
2172 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
2173 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
2174 to the following rules:
2176 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
2177    value it is *based* on.
2178 -  An address of a global variable is associated with the address range
2179    of the variable's storage.
2180 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
2181    address range of the allocated storage.
2182 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
2183    address.
2184 -  An :ref:`undef value <undefvalues>` in *any* address-space is
2185    associated with no address.
2186 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
2187    a function not defined within LLVM may be associated with address
2188    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
2189    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
2190    allocated by mechanisms provided by LLVM.
2192 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
2193 following rules:
2195 -  A pointer value formed from a scalar ``getelementptr`` operation is *based* on
2196    the pointer-typed operand of the ``getelementptr``.
2197 -  The pointer in lane *l* of the result of a vector ``getelementptr`` operation
2198    is *based* on the pointer in lane *l* of the vector-of-pointers-typed operand
2199    of the ``getelementptr``.
2200 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
2201    ``bitcast``.
2202 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
2203    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
2204    the pointer's value.
2205 -  The "*based* on" relationship is transitive.
2207 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
2208 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
2210 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
2211 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
2212 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
2213 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
2214 alignment of the store.
2216 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
2217 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
2218 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
2219 which specialized optimization passes may use to implement type-based
2220 alias analysis.
2222 .. _volatile:
2224 Volatile Memory Accesses
2225 ------------------------
2227 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
2228 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
2229 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
2230 volatile operations or change their order of execution relative to other
2231 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
2232 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
2233 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
2235 A volatile load or store may have additional target-specific semantics.
2236 Any volatile operation can have side effects, and any volatile operation
2237 can read and/or modify state which is not accessible via a regular load
2238 or store in this module. Volatile operations may use addresses which do
2239 not point to memory (like MMIO registers). This means the compiler may
2240 not use a volatile operation to prove a non-volatile access to that
2241 address has defined behavior.
2243 The allowed side-effects for volatile accesses are limited.  If a
2244 non-volatile store to a given address would be legal, a volatile
2245 operation may modify the memory at that address. A volatile operation
2246 may not modify any other memory accessible by the module being compiled.
2247 A volatile operation may not call any code in the current module.
2249 The compiler may assume execution will continue after a volatile operation,
2250 so operations which modify memory or may have undefined behavior can be
2251 hoisted past a volatile operation.
2253 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
2254 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
2255 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
2256 target-legal volatile load/store instructions.
2258 .. admonition:: Rationale
2260  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
2261  data width to be executed as single instruction. For example, in C
2262  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
2263  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
2264  frontend upholds these expectations, which are intentionally
2265  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
2266  do not violate the frontend's contract with the language.
2268 .. _memmodel:
2270 Memory Model for Concurrent Operations
2271 --------------------------------------
2273 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
2274 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
2275 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
2276 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
2278 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
2280 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
2281 that
2283 -  Is a superset of single-thread program order, and
2284 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
2285    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
2286    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
2287    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
2288    Constraints <ordering>`).
2290 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
2291 between a thread and signals executing inside that thread.
2293 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
2294 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
2295 (defined) write operations (store instructions, atomic
2296 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
2297 section, initialized globals are considered to have a write of the
2298 initializer which is atomic and happens before any other read or write
2299 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
2300 may see any write to the same byte, except:
2302 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
2303    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
2304    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
2305 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
2306    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
2308 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
2310 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
2311    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
2312    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
2313    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
2314    synchronization.)
2315 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
2316    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
2317 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
2318    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
2319 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
2320    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
2321    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
2322    constraints on how the choice is made.
2323 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
2325 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
2326 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
2327 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
2328 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
2329 than one instruction to read the series of bytes.
2331 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
2332 model places only one restriction on IR transformations on top of what
2333 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
2334 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
2335 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
2336 from an address, introducing a store can change a load that may see
2337 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
2339 .. _ordering:
2341 Atomic Memory Ordering Constraints
2342 ----------------------------------
2344 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
2345 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
2346 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
2347 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
2348 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
2349 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
2350 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
2351 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
2352 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
2353 differently since they don't take an address. See that instruction's
2354 documentation for details.
2356 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
2357 :doc:`Atomics`.
2359 ``unordered``
2360     The set of values that can be read is governed by the happens-before
2361     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
2362     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
2363     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
2364     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
2365     to make them atomic in any interesting way.
2366 ``monotonic``
2367     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
2368     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
2369     address. All modification orders must be compatible with the
2370     happens-before order. There is no guarantee that the modification
2371     orders can be combined to a global total order for the whole program
2372     (and this often will not be possible). The read in an atomic
2373     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
2374     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
2375     order immediately before the value it writes. If one atomic read
2376     happens before another atomic read of the same address, the later
2377     read must see the same value or a later value in the address's
2378     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
2379     stronger) operations on the same address. If an address is written
2380     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
2381     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
2382     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
2383     ``memory_order_relaxed``.
2384 ``acquire``
2385     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
2386     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
2387     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
2388 ``release``
2389     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
2390     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
2391     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
2392     complete description; see the C++0x definition of a release
2393     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
2394     ``memory_order_release``.
2395 ``acq_rel`` (acquire+release)
2396     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
2397     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
2398 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
2399     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
2400     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
2401     writes), there is a global total order on all
2402     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
2403     consistent with the *happens-before* partial order and with the
2404     modification orders of all the affected addresses. Each
2405     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
2406     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
2407     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
2409 .. _syncscope:
2411 If an atomic operation is marked ``syncscope("singlethread")``, it only
2412 *synchronizes with* and only participates in the seq\_cst total orderings of
2413 other operations running in the same thread (for example, in signal handlers).
2415 If an atomic operation is marked ``syncscope("<target-scope>")``, where
2416 ``<target-scope>`` is a target specific synchronization scope, then it is target
2417 dependent if it *synchronizes with* and participates in the seq\_cst total
2418 orderings of other operations.
2420 Otherwise, an atomic operation that is not marked ``syncscope("singlethread")``
2421 or ``syncscope("<target-scope>")`` *synchronizes with* and participates in the
2422 seq\_cst total orderings of other operations that are not marked
2423 ``syncscope("singlethread")`` or ``syncscope("<target-scope>")``.
2425 .. _floatenv:
2427 Floating-Point Environment
2428 --------------------------
2430 The default LLVM floating-point environment assumes that floating-point
2431 instructions do not have side effects. Results assume the round-to-nearest
2432 rounding mode. No floating-point exception state is maintained in this
2433 environment. Therefore, there is no attempt to create or preserve invalid
2434 operation (SNaN) or division-by-zero exceptions.
2436 The benefit of this exception-free assumption is that floating-point
2437 operations may be speculated freely without any other fast-math relaxations
2438 to the floating-point model.
2440 Code that requires different behavior than this should use the
2441 :ref:`Constrained Floating-Point Intrinsics <constrainedfp>`.
2443 .. _fastmath:
2445 Fast-Math Flags
2446 ---------------
2448 LLVM IR floating-point operations (:ref:`fadd <i_fadd>`,
2449 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
2450 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`) and :ref:`call <i_call>`
2451 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2452 floating-point transformations.
2454 ``nnan``
2455    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2456    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2457    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2459 ``ninf``
2460    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2461    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2462    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2464 ``nsz``
2465    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2466    argument or result as insignificant.
2468 ``arcp``
2469    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2470    argument rather than perform division.
2472 ``contract``
2473    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2474    addition into a fused multiply-and-add).
2476 ``afn``
2477    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2478    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2479    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2481 ``reassoc``
2482    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2483    This may dramatically change results in floating-point.
2485 ``fast``
2486    This flag implies all of the others.
2488 .. _uselistorder:
2490 Use-list Order Directives
2491 -------------------------
2493 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2494 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2495 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2496 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2498 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2499 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2500 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2502 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2503 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2504 function's scope.
2506 :Syntax:
2510     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2511     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2513 :Examples:
2517     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2518     entry:
2519       ; ... instructions ...
2520     bb:
2521       ; ... instructions ...
2523       ; At function scope.
2524       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2525       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2526     }
2528     ; At global scope.
2529     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2530     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2531     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2532     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2534 .. _source_filename:
2536 Source Filename
2537 ---------------
2539 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2540 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2541 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2542 the IR and bitcode.
2544 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2545 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2546 source file name to the local function name.
2548 The syntax for the source file name is simply:
2550 .. code-block:: text
2552     source_filename = "/path/to/source.c"
2554 .. _typesystem:
2556 Type System
2557 ===========
2559 The LLVM type system is one of the most important features of the
2560 intermediate representation. Being typed enables a number of
2561 optimizations to be performed on the intermediate representation
2562 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2563 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2564 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2565 not feasible to perform on normal three address code representations.
2567 .. _t_void:
2569 Void Type
2570 ---------
2572 :Overview:
2575 The void type does not represent any value and has no size.
2577 :Syntax:
2582       void
2585 .. _t_function:
2587 Function Type
2588 -------------
2590 :Overview:
2593 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2594 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2595 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2596 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2598 :Syntax:
2602       <returntype> (<parameter list>)
2604 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2605 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2606 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2607 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2608 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2609 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2611 :Examples:
2613 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2614 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2615 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2616 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2617 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2618 | ``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. |
2619 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2620 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2621 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2623 .. _t_firstclass:
2625 First Class Types
2626 -----------------
2628 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2629 Values of these types are the only ones which can be produced by
2630 instructions.
2632 .. _t_single_value:
2634 Single Value Types
2635 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2637 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2639 .. _t_integer:
2641 Integer Type
2642 """"""""""""
2644 :Overview:
2646 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2647 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2648 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2650 :Syntax:
2654       iN
2656 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2657 value.
2659 Examples:
2660 *********
2662 +----------------+------------------------------------------------+
2663 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2664 +----------------+------------------------------------------------+
2665 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2666 +----------------+------------------------------------------------+
2667 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2668 +----------------+------------------------------------------------+
2670 .. _t_floating:
2672 Floating-Point Types
2673 """"""""""""""""""""
2675 .. list-table::
2676    :header-rows: 1
2678    * - Type
2679      - Description
2681    * - ``half``
2682      - 16-bit floating-point value
2684    * - ``float``
2685      - 32-bit floating-point value
2687    * - ``double``
2688      - 64-bit floating-point value
2690    * - ``fp128``
2691      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2693    * - ``x86_fp80``
2694      -  80-bit floating-point value (X87)
2696    * - ``ppc_fp128``
2697      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2699 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2700 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2701 respectively.
2703 X86_mmx Type
2704 """"""""""""
2706 :Overview:
2708 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2709 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2710 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2711 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2712 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2713 of this type.
2715 :Syntax:
2719       x86_mmx
2722 .. _t_pointer:
2724 Pointer Type
2725 """"""""""""
2727 :Overview:
2729 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2730 commonly used to reference objects in memory.
2732 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2733 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2734 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2735 are target-specific.
2737 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2738 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2740 :Syntax:
2744       <type> *
2746 :Examples:
2748 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2749 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2750 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2751 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2752 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2753 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2754 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2756 .. _t_vector:
2758 Vector Type
2759 """""""""""
2761 :Overview:
2763 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2764 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2765 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2766 requires a size (number of elements), an underlying primitive data type,
2767 and a scalable property to represent vectors where the exact hardware
2768 vector length is unknown at compile time. Vector types are considered
2769 :ref:`first class <t_firstclass>`.
2771 :Syntax:
2775       < <# elements> x <elementtype> >          ; Fixed-length vector
2776       < vscale x <# elements> x <elementtype> > ; Scalable vector
2778 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2779 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2780 of size zero are not allowed. For scalable vectors, the total number of
2781 elements is a constant multiple (called vscale) of the specified number
2782 of elements; vscale is a positive integer that is unknown at compile time
2783 and the same hardware-dependent constant for all scalable vectors at run
2784 time. The size of a specific scalable vector type is thus constant within
2785 IR, even if the exact size in bytes cannot be determined until run time.
2787 :Examples:
2789 +------------------------+----------------------------------------------------+
2790 | ``<4 x i32>``          | Vector of 4 32-bit integer values.                 |
2791 +------------------------+----------------------------------------------------+
2792 | ``<8 x float>``        | Vector of 8 32-bit floating-point values.          |
2793 +------------------------+----------------------------------------------------+
2794 | ``<2 x i64>``          | Vector of 2 64-bit integer values.                 |
2795 +------------------------+----------------------------------------------------+
2796 | ``<4 x i64*>``         | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.     |
2797 +------------------------+----------------------------------------------------+
2798 | ``<vscale x 4 x i32>`` | Vector with a multiple of 4 32-bit integer values. |
2799 +------------------------+----------------------------------------------------+
2801 .. _t_label:
2803 Label Type
2804 ^^^^^^^^^^
2806 :Overview:
2808 The label type represents code labels.
2810 :Syntax:
2814       label
2816 .. _t_token:
2818 Token Type
2819 ^^^^^^^^^^
2821 :Overview:
2823 The token type is used when a value is associated with an instruction
2824 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2825 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2826 :ref:`select <i_select>` of type token.
2828 :Syntax:
2832       token
2836 .. _t_metadata:
2838 Metadata Type
2839 ^^^^^^^^^^^^^
2841 :Overview:
2843 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2844 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2846 :Syntax:
2850       metadata
2852 .. _t_aggregate:
2854 Aggregate Types
2855 ^^^^^^^^^^^^^^^
2857 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2858 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2859 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2860 aggregate types.
2862 .. _t_array:
2864 Array Type
2865 """"""""""
2867 :Overview:
2869 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2870 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2871 elements) and an underlying data type.
2873 :Syntax:
2877       [<# elements> x <elementtype>]
2879 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2880 be any type with a size.
2882 :Examples:
2884 +------------------+--------------------------------------+
2885 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2886 +------------------+--------------------------------------+
2887 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2888 +------------------+--------------------------------------+
2889 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2890 +------------------+--------------------------------------+
2892 Here are some examples of multidimensional arrays:
2894 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2895 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2896 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2897 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2898 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2899 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2900 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2902 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2903 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2904 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2905 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2906 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2907 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2908 example.
2910 .. _t_struct:
2912 Structure Type
2913 """"""""""""""
2915 :Overview:
2917 The structure type is used to represent a collection of data members
2918 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2919 a size.
2921 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2922 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2923 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2924 '``insertvalue``' instructions.
2926 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2927 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2928 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2929 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2930 required to match what the underlying code generator expects.
2932 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2933 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2934 identified types are always defined at the top level with a name.
2935 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2936 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2937 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2939 :Syntax:
2943       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2944       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2946 :Examples:
2948 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2949 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2950 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2951 | ``{ 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``.  |
2952 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2953 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2954 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2956 .. _t_opaque:
2958 Opaque Structure Types
2959 """"""""""""""""""""""
2961 :Overview:
2963 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2964 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2965 notion of a forward declared structure.
2967 :Syntax:
2971       %X = type opaque
2972       %52 = type opaque
2974 :Examples:
2976 +--------------+-------------------+
2977 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2978 +--------------+-------------------+
2980 .. _constants:
2982 Constants
2983 =========
2985 LLVM has several different basic types of constants. This section
2986 describes them all and their syntax.
2988 Simple Constants
2989 ----------------
2991 **Boolean constants**
2992     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2993     of the ``i1`` type.
2994 **Integer constants**
2995     Standard integers (such as '4') are constants of the
2996     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2997     integer types.
2998 **Floating-point constants**
2999     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
3000     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
3001     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
3002     decimal value of a floating-point constant. For example, the
3003     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
3004     decimal in binary. Floating-point constants must have a
3005     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
3006 **Null pointer constants**
3007     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
3008     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
3009 **Token constants**
3010     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
3011     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
3013 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
3014 floating-point constants. For example, the form
3015 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
3016 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
3017 constants are required (and the only time that they are generated by the
3018 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
3019 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
3020 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
3021 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
3022 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
3024 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
3025 double are represented using the 16-digit form shown above (which
3026 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
3027 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
3028 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
3029 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
3030 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
3031 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
3032 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
3033 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
3034 will only work if they match the long double format on your target.
3035 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
3036 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
3037 (sign bit at the left).
3039 There are no constants of type x86_mmx.
3041 .. _complexconstants:
3043 Complex Constants
3044 -----------------
3046 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3047 constants and smaller complex constants.
3049 **Structure constants**
3050     Structure constants are represented with notation similar to
3051     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3052     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3053     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3054     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3055     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3056     must match those specified by the type.
3057 **Array constants**
3058     Array constants are represented with notation similar to array type
3059     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3060     square brackets (``[]``)). For example:
3061     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3062     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3063     match those specified by the type. As a special case, character array
3064     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3065     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3066 **Vector constants**
3067     Vector constants are represented with notation similar to vector
3068     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3069     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3070     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3071     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3072     elements must match those specified by the type.
3073 **Zero initialization**
3074     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3075     value to zero of *any* type, including scalar and
3076     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3077     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3078     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3079 **Metadata node**
3080     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3081     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3082     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3083     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3084     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3085     information such as debug info.
3087 Global Variable and Function Addresses
3088 --------------------------------------
3090 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3091 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3092 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3093 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3094 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3095 file:
3097 .. code-block:: llvm
3099     @X = global i32 17
3100     @Y = global i32 42
3101     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3103 .. _undefvalues:
3105 Undefined Values
3106 ----------------
3108 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3109 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3110 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3111 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3113 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3114 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3115 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3116 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3118 .. code-block:: llvm
3120       %A = add %X, undef
3121       %B = sub %X, undef
3122       %C = xor %X, undef
3123     Safe:
3124       %A = undef
3125       %B = undef
3126       %C = undef
3128 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3129 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3131 .. code-block:: llvm
3133       %A = or %X, undef
3134       %B = and %X, undef
3135     Safe:
3136       %A = -1
3137       %B = 0
3138     Safe:
3139       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3140       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3141     Unsafe:
3142       %A = undef
3143       %B = undef
3145 These logical operations have bits that are not always affected by the
3146 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3147 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3148 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3149 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3150 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3151 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3152 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3153 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3155 .. code-block:: llvm
3157       %A = select undef, %X, %Y
3158       %B = select undef, 42, %Y
3159       %C = select %X, %Y, undef
3160     Safe:
3161       %A = %X     (or %Y)
3162       %B = 42     (or %Y)
3163       %C = %Y
3164     Unsafe:
3165       %A = undef
3166       %B = undef
3167       %C = undef
3169 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3170 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3171 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3172 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3173 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3174 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3175 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3177 .. code-block:: text
3179       %A = xor undef, undef
3181       %B = undef
3182       %C = xor %B, %B
3184       %D = undef
3185       %E = icmp slt %D, 4
3186       %F = icmp gte %D, 4
3188     Safe:
3189       %A = undef
3190       %B = undef
3191       %C = undef
3192       %D = undef
3193       %E = undef
3194       %F = undef
3196 This example points out that two '``undef``' operands are not
3197 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3198 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3199 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3200 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3201 its value over its "live range". This is true because the variable
3202 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3203 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3204 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3205 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3206 uses with" concept would not hold.
3208 .. code-block:: llvm
3210       %A = sdiv undef, %X
3211       %B = sdiv %X, undef
3212     Safe:
3213       %A = 0
3214     b: unreachable
3216 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3217 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3218 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3219 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3220 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3221 However, in the second example, we can make a more aggressive
3222 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3223 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3224 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3225 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3226 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3227 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3229 .. code-block:: text
3231     a:  store undef -> %X
3232     b:  store %X -> undef
3233     Safe:
3234     a: <deleted>
3235     b: unreachable
3237 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3238 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3239 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3240 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3241 behavior.
3243 .. _poisonvalues:
3245 Poison Values
3246 -------------
3248 In order to facilitate speculative execution, many instructions do not
3249 invoke immediate undefined behavior when provided with illegal operands,
3250 and return a poison value instead.
3252 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3253 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3254 the ``nsw`` flag.
3256 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3258 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3259 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3260    their dynamic predecessor basic block.
3261 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3262    in the dynamic callers of their functions.
3263 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3264    instructions that dynamically transfer control back to them.
3265 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3266    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3267    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3268 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3269    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3270    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3271    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3272 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3273    most recent preceding instruction with externally visible side
3274    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3275    operations <volatile>`.)
3276 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3277    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3278    multiple successors and the instruction is always executed when
3279    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3280    when control is transferred to another.
3281 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3282    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3283    be different if the terminator had transferred control to a different
3284    successor.
3285 -  Dependence is transitive.
3287 An instruction that *depends* on a poison value, produces a poison value
3288 itself. A poison value may be relaxed into an
3289 :ref:`undef value <undefvalues>`, which takes an arbitrary bit-pattern.
3291 This means that immediate undefined behavior occurs if a poison value is
3292 used as an instruction operand that has any values that trigger undefined
3293 behavior. Notably this includes (but is not limited to):
3295 -  The pointer operand of a :ref:`load <i_load>`, :ref:`store <i_store>` or
3296    any other pointer dereferencing instruction (independent of address
3297    space).
3298 -  The divisor operand of a ``udiv``, ``sdiv``, ``urem`` or ``srem``
3299    instruction.
3301 Additionally, undefined behavior occurs if a side effect *depends* on poison.
3302 This includes side effects that are control dependent on a poisoned branch.
3304 Here are some examples:
3306 .. code-block:: llvm
3308     entry:
3309       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3310       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3311       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3312       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; Undefined behavior due to
3313                                            ; store to poison.
3315       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3316       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3318       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3319       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3320       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3321       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3323       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3324       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3326     true:
3327       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3328                                            ; it has undefined behavior.
3329       br label %end
3331     end:
3332       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3333                                            ; Both edges into this PHI are
3334                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3335                                            ; always results in a poison value.
3337       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3338                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3339                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3341       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3342                                            ; The same branch again, but this time the
3343                                            ; true block doesn't have side effects.
3345     second_true:
3346       ; No side effects!
3347       ret void
3349     second_end:
3350       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3351                                            ; on the store in %end. Also, it is
3352                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3353                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3354                                            ; behavior in this example).
3356 .. _blockaddress:
3358 Addresses of Basic Blocks
3359 -------------------------
3361 ``blockaddress(@function, %block)``
3363 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3364 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3365 Taking the address of the entry block is illegal.
3367 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3368 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3369 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3370 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3371 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3372 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3373 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3374 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3375 ``callbr`` instruction.
3377 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3378 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3380 .. _constantexprs:
3382 Constant Expressions
3383 --------------------
3385 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3386 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3387 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3388 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3389 The following is the syntax for constant expressions:
3391 ``trunc (CST to TYPE)``
3392     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3393 ``zext (CST to TYPE)``
3394     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3395 ``sext (CST to TYPE)``
3396     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3397 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3398     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3399     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3400     must be floating-point.
3401 ``fpext (CST to TYPE)``
3402     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3403     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3404     floating-point.
3405 ``fptoui (CST to TYPE)``
3406     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3407     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3408     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3409     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3410     value won't fit in the integer type, the result is a
3411     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3412 ``fptosi (CST to TYPE)``
3413     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3414     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3415     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3416     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3417     value won't fit in the integer type, the result is a
3418     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3419 ``uitofp (CST to TYPE)``
3420     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3421     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3422     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3423     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3424 ``sitofp (CST to TYPE)``
3425     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3426     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3427     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3428     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3429 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3430     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3431 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3432     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3433     This one is *really* dangerous!
3434 ``bitcast (CST to TYPE)``
3435     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3436     The constraints of the operands are the same as those for the
3437     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3438 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3439     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3440     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3441     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3442 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3443     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3444     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3445     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3446     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3447 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3448     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3449 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3450     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3451 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3452     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3453 ``extractelement (VAL, IDX)``
3454     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3455     constants.
3456 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3457     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3458     constants.
3459 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3460     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3461     constants.
3462 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3463     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3464     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3465     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3466     least one index value must be specified.
3467 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3468     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3469     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3470     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3471     value must be specified.
3472 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3473     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3474     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3475     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3476     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3477     operations on floating-point values are allowed).
3479 Other Values
3480 ============
3482 .. _inlineasmexprs:
3484 Inline Assembler Expressions
3485 ----------------------------
3487 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3488 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3489 represents the inline assembler as a template string (containing the
3490 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3491 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3492 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3493 stack conservatively.
3495 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3496 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3497 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3498 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3499 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3501 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3502 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3503 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3504 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3505 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3506 syntax known to LLVM.
3508 LLVM also supports a few more substitions useful for writing inline assembly:
3510 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3511   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3512   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3513   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3514   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3515   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3516 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3517   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3518   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3519 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3520   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3521   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3522   relatively popular.
3524 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3525 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3526 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3527 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3528 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3529 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3530 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3531 assembly.
3533 An example inline assembler expression is:
3535 .. code-block:: llvm
3537     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3539 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3540 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3541 Thus, typically we have:
3543 .. code-block:: llvm
3545     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3547 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3548 marked as having side effects. This is done through the use of the
3549 '``sideeffect``' keyword, like so:
3551 .. code-block:: llvm
3553     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3555 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3556 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3557 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3558 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3559 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3560 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3562 .. code-block:: llvm
3564     call void asm alignstack "eieio", ""()
3566 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3567 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3568 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3569 the only supported dialects. An example is:
3571 .. code-block:: llvm
3573     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3575 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3576 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3577 keyword last.
3579 Inline Asm Constraint String
3580 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3582 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3583 more constraint codes.
3585 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3586 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3587 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3588 second, etc.
3590 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3591 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3592 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3593 clobbers. They cannot be intermingled.
3595 There are also three different categories of constraint codes:
3597 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3598   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3599   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3600 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3601   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3602   modes used by the target.
3603 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3604   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3605   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3606   proper range for the instruction you wish to use it with.
3608 Output constraints
3609 """"""""""""""""""
3611 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3612 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3613 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3614 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3615 below about indirect outputs).
3617 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3618 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3619 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3620 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3621 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3622 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3623 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3624 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3625 output).
3627 Input constraints
3628 """""""""""""""""
3630 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3631 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3632 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3633 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3634 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3635 contain the same value.
3637 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3638 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3639 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3640 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3641 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3642 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3643 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3644 constraint).
3646 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3647 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3648 (even when the other input has the same value).
3650 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3651 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3653 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3654 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3655 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3656 registers, and all of them passed to the inline asm.
3658 However, this feature is often not as useful as you might think.
3660 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3661 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3662 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3663 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3664 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3665 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3667 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3668 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3669 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3670 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3671 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3672 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3673 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3674 use)
3676 Indirect inputs and outputs
3677 """""""""""""""""""""""""""
3679 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3680 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3681 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3682 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3683 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3684 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3685 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3686 memory location, instead of just read from it).
3688 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3689 address of a variable as a value.
3691 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3692 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3693 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3694 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3695 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3696 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3697 optimization passes. I would recommend not using it.)
3700 Clobber constraints
3701 """""""""""""""""""
3703 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3704 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3705 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3706 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3707 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3708 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3709 output.
3711 Note that clobbering named registers that are also present in output
3712 constraints is not legal.
3715 Constraint Codes
3716 """"""""""""""""
3717 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3719 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3720 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3721 (e.g. "``{eax}``").
3723 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3724 GCC's constraint codes.
3726 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3727 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3728 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3730 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3731 inline asm constraint list:
3733 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3734    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3735    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3736    constraint list.
3738 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3739    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3740    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3741    constraint list will be chosen together.
3743 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3744 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3745 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3746 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3748 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3749 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3750 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3751 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3752 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3753 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3754 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3755 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3756 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3757 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3758 intended.)
3760 Supported Constraint Code List
3761 """"""""""""""""""""""""""""""
3763 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3764 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3765 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3766 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3768 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3770 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3771 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3772   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3773   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3774 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3775   immediate, or a relocatable value.
3776 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3777 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3778 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3779   useful to pass a label for an asm branch or call.
3781   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3782      block without telling llvm about the control transfer???)
3784 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3786 Other constraints are target-specific:
3788 AArch64:
3790 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3791 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3792   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3793 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3794   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3795 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3796   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3797 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3798   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3799 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3800   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3801   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3802   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3803 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3804   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3805 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3806   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3807   well.)
3808 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3809 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register.
3810 - ``x``: A lower 128-bit floating-point/SIMD register (``V0`` to ``V15``).
3812 AMDGPU:
3814 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3815 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3816 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3819 All ARM modes:
3821 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3822   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3823 - ``Te``: An even general-purpose 32-bit integer register: ``r0,r2,...,r12,r14``
3824 - ``To``: An odd general-purpose 32-bit integer register: ``r1,r3,...,r11``
3826 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3828 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3829 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3830 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3831 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3832   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3833   print the inverted value).
3834 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3835   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3836   value).
3837 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3838 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3839 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3840 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3841 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3842   as ``r``.
3843 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3844   invalid.
3845 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3846   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3847 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3848   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3849 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3850   ``q0-q8``.
3852 ARM's Thumb1 mode:
3854 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3855 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3856 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3857   some amount.
3858 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3859 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3860 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3861 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3862 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3863 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3864 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3865 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3866   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3867 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3868   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3869 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3870   ``q0-q8``.
3873 Hexagon:
3875 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3876   at the moment.
3877 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3879 MSP430:
3881 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3883 MIPS:
3885 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3886 - ``J``: An immediate integer zero.
3887 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3888 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3889 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3890 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3891 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3892 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3893   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3894 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3895   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3896   ``m``.
3897 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3898   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3899 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3900 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3901   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3902   argument modifier for compatibility with GCC.
3903 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3904   ``25``).
3905 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3906 - ``x``: Invalid.
3908 NVPTX:
3910 - ``b``: A 1-bit integer register.
3911 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3912 - ``r``: A 32-bit integer register.
3913 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3914 - ``f``: A 32-bit float register.
3915 - ``d``: A 64-bit float register.
3918 PowerPC:
3920 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3921 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3922 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3923 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3924 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3925 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3926 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3927 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3928   constant.
3929 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3930   treated the same as ``m``.
3931 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3932 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3933   ``R1-R31``).
3934 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3935   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3936 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3937   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3938   altivec vector register (``V0-V31``).
3940   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3941      is supposed to only use the altivec vector registers?
3943 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3944 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3945 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3946   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3947 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3948   set.
3950 Sparc:
3952 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3953 - ``r``: A 32-bit integer register.
3954 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3955   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3956 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3958 SystemZ:
3960 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3961 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3962 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3963 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3964 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3965 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
3966   unsigned displacement.
3967 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
3968   unsigned displacement, and an index register.
3969 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
3970   signed displacement.
3971 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
3972   signed displacement, and an index register.
3973 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
3974 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
3975   address context evaluates as zero).
3976 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
3977   (LLVM-specific)
3978 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
3980 X86:
3982 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
3983 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
3984 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
3985 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
3986   0xffffffff.
3987 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
3988 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3989 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
3990 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
3991 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
3992 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
3993 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3994   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
3995   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
3996 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3997   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
3998 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
3999 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
4000   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
4001 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
4002 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
4003 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
4004   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
4005   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
4006   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
4007 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
4008 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
4009   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
4010   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
4011   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
4012   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
4013   statement.
4015 XCore:
4017 - ``r``: A 32-bit integer register.
4020 .. _inline-asm-modifiers:
4022 Asm template argument modifiers
4023 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4025 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
4026 "``${0:n}``".
4028 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
4029 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
4030 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
4031 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
4033 Target-independent:
4035 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
4036   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4037 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
4038   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4039 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4040   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4042 AArch64:
4044 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4045   instead of ``x30``, print ``w30``.
4046 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4047 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4048   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4049   ``v*``.
4051 AMDGPU:
4053 - ``r``: No effect.
4055 ARM:
4057 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4058   register).
4059 - ``P``: No effect.
4060 - ``q``: No effect.
4061 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4062   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4063 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4064   prefix.
4065 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4066 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4067   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4068 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4069   register of a two-register operand.
4070 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4071   register of a two-register operand.
4072 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4073   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4074   to ``R``.)
4076   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4077      of a two-register operand.
4079 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4080 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4081 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4082   adornment.
4084 Hexagon:
4086 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4087   has been allocated consecutively to the first.
4089   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4090      nothing that ensures that happens, is there?
4092 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4093   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4095 MSP430:
4097 No additional modifiers.
4099 MIPS:
4101 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4102 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4103 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4104 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4105 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4106 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4107   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4109   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4111 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4112   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4114   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4116 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4117   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4118   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4119   ``M``.)
4120 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4121   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4122   constraint.
4124 NVPTX:
4126 - ``r``: No effect.
4128 PowerPC:
4130 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4131   has been allocated consecutively to the first.
4133   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4134      nothing that ensures that happens, is there?
4136 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4137   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4138 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4139   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4140 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4141   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4142   always print nothing)
4143 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4144   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4146 Sparc:
4148 - ``r``: No effect.
4150 SystemZ:
4152 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4153 target-independent modifiers.
4155 X86:
4157 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4158   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4159 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4160 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4161   operand.
4162 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4163   memory operand.
4164 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4165   operand.
4166 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4167   operand.
4168 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4169   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4170 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4171   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4172   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4173   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4174 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4175 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4176   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4178 XCore:
4180 No additional modifiers.
4183 Inline Asm Metadata
4184 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4186 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4187 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4188 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4189 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4190 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4191 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4192 it. For example:
4194 .. code-block:: llvm
4196     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4197     ...
4198     !42 = !{ i32 1234567 }
4200 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4201 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4202 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4203 occurs on.
4205 .. _metadata:
4207 Metadata
4208 ========
4210 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4211 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4212 code generator. One example application of metadata is source-level
4213 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4215 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4216 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4218 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4220 .. _metadata-string:
4222 Metadata Nodes and Metadata Strings
4223 -----------------------------------
4225 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4226 contain any character by escaping non-printable characters with
4227 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4228 "``!"test\00"``".
4230 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4231 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4232 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4233 their operand. For example:
4235 .. code-block:: llvm
4237     !{ !"test\00", i32 10}
4239 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4241 .. code-block:: text
4243     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4245 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4246 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4247 when metadata operands change.
4249 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4250 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4251 example:
4253 .. code-block:: llvm
4255     !foo = !{!4, !3}
4257 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4258 intrinsic is using three metadata arguments:
4260 .. code-block:: llvm
4262     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4264 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4265 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4267 .. code-block:: llvm
4269     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4271 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4272 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4273 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4275 .. code-block:: llvm
4277     declare !dbg !22 void @f1()
4278     define void @f2() !dbg !22 {
4279       ret void
4280     }
4282     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4283     @g2 = external global i32, !dbg !22
4285 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4286 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4287 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4288 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4290 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4291 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4293 More information about specific metadata nodes recognized by the
4294 optimizers and code generator is found below.
4296 .. _specialized-metadata:
4298 Specialized Metadata Nodes
4299 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4301 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4302 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4303 order.
4305 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4306 metadata nodes are related to debug info.
4308 .. _DICompileUnit:
4310 DICompileUnit
4311 """""""""""""
4313 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4314 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4315 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4316 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4317 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4318 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4319 more-accurate debug info for profiling results.
4321 .. code-block:: text
4323     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4324                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4325                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4326                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4327                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4329 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4330 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4331 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4332 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4333 and namespaces).
4335 .. _DIFile:
4337 DIFile
4338 """"""
4340 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4342 .. code-block:: none
4344     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4345                  checksumkind: CSK_MD5,
4346                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4348 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4349 for ``file:`` fields.
4350 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4352 .. _DIBasicType:
4354 DIBasicType
4355 """""""""""
4357 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4358 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4360 .. code-block:: text
4362     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4363                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4364     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4366 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4367 following:
4369 .. code-block:: text
4371   DW_ATE_address       = 1
4372   DW_ATE_boolean       = 2
4373   DW_ATE_float         = 4
4374   DW_ATE_signed        = 5
4375   DW_ATE_signed_char   = 6
4376   DW_ATE_unsigned      = 7
4377   DW_ATE_unsigned_char = 8
4379 .. _DISubroutineType:
4381 DISubroutineType
4382 """"""""""""""""
4384 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4385 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4386 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4387 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4389 .. code-block:: text
4391     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4392     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4393     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4395 .. _DIDerivedType:
4397 DIDerivedType
4398 """""""""""""
4400 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4401 qualified types.
4403 .. code-block:: text
4405     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4406                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4407     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4408                         align: 32)
4410 The following ``tag:`` values are valid:
4412 .. code-block:: text
4414   DW_TAG_member             = 13
4415   DW_TAG_pointer_type       = 15
4416   DW_TAG_reference_type     = 16
4417   DW_TAG_typedef            = 22
4418   DW_TAG_inheritance        = 28
4419   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4420   DW_TAG_const_type         = 38
4421   DW_TAG_friend             = 42
4422   DW_TAG_volatile_type      = 53
4423   DW_TAG_restrict_type      = 55
4424   DW_TAG_atomic_type        = 71
4426 .. _DIDerivedTypeMember:
4428 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4429 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4430 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4431 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4432 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4434 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4435 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4436 friends.
4438 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4440 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4441 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4442 are used to qualify the ``baseType:``.
4444 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4446 .. _DICompositeType:
4448 DICompositeType
4449 """""""""""""""
4451 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4452 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4454 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4455 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4456 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4457 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4458 ``scope:`` change uniquing rules.
4460 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4461 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4462 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4463 field, even if the nodes are ``distinct``.
4465 .. code-block:: text
4467     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4468     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4469     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4470     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4471                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4472                           elements: !{!0, !1, !2})
4474 The following ``tag:`` values are valid:
4476 .. code-block:: text
4478   DW_TAG_array_type       = 1
4479   DW_TAG_class_type       = 2
4480   DW_TAG_enumeration_type = 4
4481   DW_TAG_structure_type   = 19
4482   DW_TAG_union_type       = 23
4484 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4485 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4486 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4487 array type is a native packed vector.
4489 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4490 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4491 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4492 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4494 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4495 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4496 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4497 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4498 ``isDefinition: false``.
4500 .. _DISubrange:
4502 DISubrange
4503 """"""""""
4505 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4506 :ref:`DICompositeType`.
4508 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4509 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4510 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4512 .. code-block:: text
4514     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4515     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4516     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4518     ; Scopes used in rest of example
4519     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4520     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4521     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4523     ; Use of local variable as count value
4524     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4525     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4526     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4528     ; Use of global variable as count value
4529     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4530     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4532 .. _DIEnumerator:
4534 DIEnumerator
4535 """"""""""""
4537 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4538 variants of :ref:`DICompositeType`.
4540 .. code-block:: text
4542     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4543     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4544     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4546 DITemplateTypeParameter
4547 """""""""""""""""""""""
4549 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4550 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4551 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4553 .. code-block:: text
4555     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4557 DITemplateValueParameter
4558 """"""""""""""""""""""""
4560 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4561 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4562 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4563 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4564 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4566 .. code-block:: text
4568     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4570 DINamespace
4571 """""""""""
4573 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4575 .. code-block:: text
4577     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4579 .. _DIGlobalVariable:
4581 DIGlobalVariable
4582 """"""""""""""""
4584 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4586 .. code-block:: text
4588     @foo = global i32, !dbg !0
4589     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4590     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4591                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4592                            isDefinition: false, declaration: !5)
4595 DIGlobalVariableExpression
4596 """"""""""""""""""""""""""
4598 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4599 with a :ref:`DIExpression`.
4601 .. code-block:: text
4603     @lower = global i32, !dbg !0
4604     @upper = global i32, !dbg !1
4605     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4606              var: !2,
4607              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4608              )
4609     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4610              var: !2,
4611              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4612              )
4613     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4614                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4616 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4617 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4619 .. _DISubprogram:
4621 DISubprogram
4622 """"""""""""
4624 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4625 distinct ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using
4626 ``!dbg`` metadata. A unique ``DISubprogram`` may be attached to a function
4627 declaration used for call site debug info. The ``variables:`` field points at
4628 :ref:`variables <DILocalVariable>` that must be retained, even if their IR
4629 counterparts are optimized out of the IR. The ``type:`` field must point at an
4630 :ref:`DISubroutineType`.
4632 .. _DISubprogramDeclaration:
4634 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4635 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4636 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4637 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4638 and ``scope:``.
4640 .. code-block:: text
4642     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4643       ...
4644     }
4646     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4647                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4648                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4649                                 containingType: !4,
4650                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4651                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4652                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4653                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4655 .. _DILexicalBlock:
4657 DILexicalBlock
4658 """"""""""""""
4660 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4661 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4662 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4663 fields.
4665 .. code-block:: text
4667     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4669 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4670 operands.
4672 .. _DILexicalBlockFile:
4674 DILexicalBlockFile
4675 """"""""""""""""""
4677 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4678 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4679 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4680 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4682 .. code-block:: text
4684     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4685     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4686     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4688 .. _DILocation:
4690 DILocation
4691 """"""""""
4693 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4694 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4695 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4697 .. code-block:: text
4699     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4701 .. _DILocalVariable:
4703 DILocalVariable
4704 """""""""""""""
4706 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4707 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4708 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4709 :ref:`DISubprogram`.
4711 .. code-block:: text
4713     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4714                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4715     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4716                           type: !3)
4717     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4719 .. _DIExpression:
4721 DIExpression
4722 """"""""""""
4724 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4725 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4726 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4727 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4728 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4729 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4730 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4732 The current supported opcode vocabulary is limited:
4734 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4735 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4736   them together and appends the result to the expression stack.
4737 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4738   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4739   expression stack.
4740 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4741 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4742   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4743   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4744   within the described source variable.
4745 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4746   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4747   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4748   that references a base type constructed from the supplied values.
4749 - ``DW_OP_LLVM_tag_offset, tag_offset`` specifies that a memory tag should be
4750   optionally applied to the pointer. The memory tag is derived from the
4751   given tag offset in an implementation-defined manner.
4752 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4753 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4754   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4755   address space identifier.
4756 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4757 - If an expression is marked with ``DW_OP_entry_value`` all register and
4758   memory read operations refer to the respective value at the function entry.
4759   The first operand of ``DW_OP_entry_value`` is the size of following
4760   DWARF expression.
4761   ``DW_OP_entry_value`` may appear after the ``LiveDebugValues`` pass.
4762   LLVM only supports entry values for function parameters
4763   that are unmodified throughout a function and that are described as
4764   simple register location descriptions.
4765   ``DW_OP_entry_value`` may also appear after the ``AsmPrinter`` pass when
4766   a call site parameter value (``DW_AT_call_site_parameter_value``)
4767   is represented as entry value of the parameter.
4769 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4770 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4771 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4772 change over the course of the program. Register and memory location
4773 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4774 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4775 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4776 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4778 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4779 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4780 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4781 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4783 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4784 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4785 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4786 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4787 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4788 valid debug intrinsic.
4790 .. note::
4792    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4793    debug intrinsic it's attached to.
4795 .. code-block:: text
4797     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4798     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4799     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4800     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4801     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4802     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4803     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4805 DIFlags
4806 """""""""""""""
4808 These flags encode various properties of DINodes.
4810 The `ArgumentNotModified` flag marks a function argument whose value
4811 is not modified throughout of a function. This flag is used to decide
4812 whether a DW_OP_entry_value can be used in a location description
4813 after the function prologue. The language frontend is expected to compute
4814 this property for each DILocalVariable. The flag should be used
4815 only in optimized code.
4817 DIObjCProperty
4818 """"""""""""""
4820 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4822 .. code-block:: text
4824     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4825                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4827 DIImportedEntity
4828 """"""""""""""""
4830 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4831 compile unit.
4833 .. code-block:: text
4835    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4836                           entity: !1, line: 7)
4838 DIMacro
4839 """""""
4841 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4842 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4843 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4844 used to expand the macro identifier.
4846 .. code-block:: text
4848    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4849                  value: "((x) + 1)")
4850    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4852 DIMacroFile
4853 """""""""""
4855 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4856 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4857 appear in the included source file.
4859 .. code-block:: text
4861    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4862                      nodes: !3)
4864 '``tbaa``' Metadata
4865 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4867 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4868 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4869 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4870 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4871 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4873 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4874 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4875 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4876 encoding of various entities.
4878 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4879 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4880 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4881 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4882 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4884 .. _tbaa_node_semantics:
4886 Semantics
4887 """""""""
4889 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4890 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4891 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4892 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4894 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4895 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4896 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4897 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4898 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4899 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4900 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4901 or scalar type descriptors.
4903 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4904 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4905 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4906 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4907 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4908 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4910 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4911 things:
4913  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4914    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4915    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4917  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4918    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4919    access with scalar type ``AccessTy``.
4921 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4922 tuples this way:
4924  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4925    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4926    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4927    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4929  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4930    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4931    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4932    to be relative within that inner type.
4934 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4935 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4936 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4937 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4939 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4941 .. code-block:: c
4943     struct Inner {
4944       int i;    // offset 0
4945       float f;  // offset 4
4946     };
4948     struct Outer {
4949       float f;  // offset 0
4950       double d; // offset 4
4951       struct Inner inner_a;  // offset 12
4952     };
4954     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
4955       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
4956       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
4957       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
4958       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
4959     }
4961 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
4962 type):
4964 .. code-block:: text
4966     Root = "TBAA Root"
4967     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
4968     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
4969     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
4970     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
4971     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
4972     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
4973                      (InnerStructTy, 12)}
4976 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
4977 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
4978 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
4980 .. _tbaa_node_representation:
4982 Representation
4983 """"""""""""""
4985 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
4986 with exactly one ``MDString`` operand.
4988 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
4989 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
4990 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
4991 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
4992 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
4993 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
4994 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
4995 constant integer zero.
4997 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
4998 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
4999 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
5000 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
5001 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
5002 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
5003 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
5004 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
5005 must be in non-decreasing order.
5007 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
5008 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
5009 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
5010 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
5011 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
5012 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
5013 that the location being accessed is "constant" (meaning
5014 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
5015 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
5016 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
5017 that is the TBAA root of the access tag.
5019 '``tbaa.struct``' Metadata
5020 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5022 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
5023 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
5024 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
5025 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
5026 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
5027 of the aggregate.
5029 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
5030 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
5032 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
5033 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
5034 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
5035 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
5036 its tbaa tag. e.g.:
5038 .. code-block:: llvm
5040     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
5042 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
5043 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
5044 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
5046 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
5047 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
5048 does not carry useful data and need not be preserved.
5050 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
5051 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5053 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
5054 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
5055 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
5056 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
5057 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
5058 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
5059 a domain.
5061 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
5062 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
5063 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
5064 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
5065 alias.
5067 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5068 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5069 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5070 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5071 function is inlined.
5073 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5074 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5075 string then it can be combined across functions and translation units. A
5076 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5077 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5079 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5080 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5081 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5082 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5083 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5084 optionally be provided as a third list entry.
5086 For example,
5088 .. code-block:: llvm
5090     ; Two scope domains:
5091     !0 = !{!0}
5092     !1 = !{!1}
5094     ; Some scopes in these domains:
5095     !2 = !{!2, !0}
5096     !3 = !{!3, !0}
5097     !4 = !{!4, !1}
5099     ; Some scope lists:
5100     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5101     !6 = !{!4, !3, !2}
5102     !7 = !{!3}
5104     ; These two instructions don't alias:
5105     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5106     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5108     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5109     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5110     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5111     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5113     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5114     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5115     ; !alias.scope list):
5116     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5117     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5119 '``fpmath``' Metadata
5120 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5122 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5123 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5124 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5125 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5126 it. ULP is defined as follows:
5128     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5129     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5130     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5131     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5132     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5134 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5135 representing the maximum relative error, for example:
5137 .. code-block:: llvm
5139     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5141 .. _range-metadata:
5143 '``range``' Metadata
5144 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5146 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5147 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5148 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5149 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5150 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5151 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5152 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5154 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5155 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5156 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5157 -  The range is allowed to wrap.
5158 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5159    ``a!=b``.
5161 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5162 they must be non-contiguous.
5164 Examples:
5166 .. code-block:: llvm
5168       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5169       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5170       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5171       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5172              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5173     ...
5174     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5175     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5176     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5177     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5179 '``absolute_symbol``' Metadata
5180 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5182 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5183 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5184 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5185 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5186 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5187 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5188 may be used to represent the full set.
5190 Example (assuming 64-bit pointers):
5192 .. code-block:: llvm
5194       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5195       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5197     ...
5198     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5199     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5201 '``callees``' Metadata
5202 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5204 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5205 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5206 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5207 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5208 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5209 ``add`` or ``sub`` functions:
5211 .. code-block:: llvm
5213     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5215     ...
5216     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5218 '``callback``' Metadata
5219 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5221 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5222 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5223 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5224 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5225 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5226 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5227 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5228 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5229 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5230 pass-through to the callback function.
5232 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5233 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5234 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5235 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5236 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5237 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5238 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5239 callback callee invocation to a different thread.
5241 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5242 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5243 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5244 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5245 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5246 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5247 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5248 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5249 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5250 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5251 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5252 arguments encoded explicitly before.
5254 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5255 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5256 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5257 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5258 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5259 broker function (``i64 3``).
5261 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5262    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5263    have misc.highlighting_failure set?
5265 .. code-block:: text
5267     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5269     ...
5270     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5271     !1 = !{!2}
5273 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5274 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5275 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5276 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5277 final ``i1 true``).
5279 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5280    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5281    have misc.highlighting_failure set?
5283 .. code-block:: text
5285     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5287     ...
5288     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5289     !0 = !{!1}
5292 '``unpredictable``' Metadata
5293 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5295 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5296 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5297 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5298 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5299 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5300 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5302 .. _llvm.loop:
5304 '``llvm.loop``'
5305 ^^^^^^^^^^^^^^^
5307 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5308 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5309 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5310 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5311 specified with the name ``llvm.loop``.
5313 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5314 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5315 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5316 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5317 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5318 constructs:
5320 .. code-block:: llvm
5322     !0 = !{!0}
5323     !1 = !{!1}
5325 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5326 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5327 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5328 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5330 .. code-block:: llvm
5332       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5333     ...
5334     !0 = !{!0, !1}
5335     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5337 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5338 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5340 This metadata disables all optional loop transformations unless
5341 explicitly instructed using other transformation metdata such as
5342 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5343 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5344 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5345 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5346 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5347 as loop rotation are still applied.
5349 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5350 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5351 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5352 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5353 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5355 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5357 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5358 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5360 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5361 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5362 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5363 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5364 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5365 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5366 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5367 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5368 in determining the safety of these transformations.
5370 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5371 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5373 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5374 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5375 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5376 example:
5378 .. code-block:: llvm
5380    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5382 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5383 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5384 then the interleave count will be determined automatically.
5386 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5387 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5389 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5390 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5391 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5392 0 disables vectorization:
5394 .. code-block:: llvm
5396    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5397    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5399 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5400 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5402 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5403 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5404 operand is an integer specifying the width. For example:
5406 .. code-block:: llvm
5408    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5410 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5411 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5412 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5413 determined automatically.
5415 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5416 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5418 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5419 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5421 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5422 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5424 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5425 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5426 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5427 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5428 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5429 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5431 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5432 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5434 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5435 epilogue loop.
5436 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5438 '``llvm.loop.unroll``'
5439 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5441 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5442 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5443 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5444 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5445 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5446 optimizer believes it is safe to do so.
5448 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5451 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5452 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5453 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5454 example:
5456 .. code-block:: llvm
5458    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5460 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5461 will be partially unrolled.
5463 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5464 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5466 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5467 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5469 .. code-block:: llvm
5471    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5473 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5474 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5476 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5477 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5479 .. code-block:: llvm
5481    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5483 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5484 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5486 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5487 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5488 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5489 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5491 .. code-block:: llvm
5493    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5495 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5496 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5498 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5499 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5500 For example:
5502 .. code-block:: llvm
5504    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5506 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5507 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5509 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5510 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5512 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5513 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5515 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5516 partial/runtime unrolling will have. See
5517 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5519 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5520 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5522 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5523 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5524 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5525 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5526 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5527 too.)
5529 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5530 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5531 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5532 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5533 and the normal safety checks will still be performed.
5535 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5536 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5538 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5539 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5540 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5541 specifying the unroll factor. For example:
5543 .. code-block:: llvm
5545    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5547 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5548 will be partially unroll and jammed.
5550 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5551 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5553 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5554 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5556 .. code-block:: llvm
5558    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5560 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5561 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5563 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5564 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5565 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5566 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5568 .. code-block:: llvm
5570    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5572 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5573 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5575 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5576 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5577 details.
5579 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5580 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5582 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5583 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5584 details.
5586 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5587 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5589 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5590 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5591 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5592 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5594 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5595 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5597 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5598 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5599 can be multiple inner remainder loops. See
5600 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5602 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5603 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5605 Attributes specified in the metadata is added to all
5606 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5607 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5609 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5610 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5612 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5613 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5614 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5616 .. code-block:: llvm
5618    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5620 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5621 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5623 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5624 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5625 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5626 dependencies into their own loop.
5628 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5629 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5630 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5631 enabled. A value of 0 disables distribution:
5633 .. code-block:: llvm
5635    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5636    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5638 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5639 identification metadata.
5641 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5642 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5644 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5645 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5646 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5648 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5649 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5651 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5652 memory dependencies will have. See
5653 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5655 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5656 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5658 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5659 the non-distributed fallback version will have. See
5660 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5662 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5663 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5665 Thes attributes in this metdata is added to all followup loops of the
5666 loop distribution pass. See
5667 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5669 '``llvm.access.group``' Metadata
5670 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5672 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5673 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5674 node, which we call access group. This node represents all memory access
5675 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5676 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5677 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5679 .. code-block:: llvm
5681    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5682    ...
5683    !0 = !{!1, !2}
5684    !1 = distinct !{}
5685    !2 = distinct !{}
5687 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5688 with an access group.
5690 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5691 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5692 always be empty which can be used to distinguish an access group
5693 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5694 situation that the content must be updated which, because metadata is
5695 immutable by design, would required finding and updating all references
5696 to the access group node.
5698 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5699 without pointing to it directly (which is not possible in global
5700 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5701 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5703 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5704 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5706 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5707 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5708 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5709 in the loop with this metadata.
5711 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5712 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5713 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5714 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5715 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5716 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5717 considered having this property if at least one of the access groups
5718 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5720 If all memory-accessing instructions in a loop have
5721 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5722 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5723 parallel loop.
5725 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5726 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5727 not be considered trivially parallel. Additional
5728 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5729 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5730 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5731 insert new memory instructions into the loop body).
5733 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5734 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5735 metadata types.
5737 .. code-block:: llvm
5739    for.body:
5740      ...
5741      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5742      ...
5743      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5744      ...
5745      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5747    for.end:
5748    ...
5749    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5750    !1 = distinct !{}
5752 It is also possible to have nested parallel loops:
5754 .. code-block:: llvm
5756    outer.for.body:
5757      ...
5758      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5759      ...
5760      br label %inner.for.body
5762    inner.for.body:
5763      ...
5764      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5765      ...
5766      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5767      ...
5768      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5770    inner.for.end:
5771      ...
5772      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5773      ...
5774      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5776    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5777    ...
5778    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5779    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5780    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5781    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5783 '``irr_loop``' Metadata
5784 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5786 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5787 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5788 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5789 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5790 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5791 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5792 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5793 the irreducible loop) of 100:
5795 .. code-block:: llvm
5797     header0:
5798     ...
5799     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5801     ...
5802     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5804 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5806 '``invariant.group``' Metadata
5807 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5809 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5810 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5811 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5812 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5813 can be assumed to load or store the same
5814 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5815 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5816 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5818 Examples:
5820 .. code-block:: llvm
5822    @unknownPtr = external global i8
5823    ...
5824    %ptr = alloca i8
5825    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5826    call void @foo(i8* %ptr)
5828    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5829    call void @foo(i8* %ptr)
5831    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5832    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5834    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5835    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5837    call void @foo(i8* %ptr)
5838    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5839    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5841    ...
5842    declare void @foo(i8*)
5843    declare i8* @getPointer(i8*)
5844    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5846    !0 = !{}
5848 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5849 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5850 to the SSA value of the pointer operand.
5852 .. code-block:: llvm
5854   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5855   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5856   %v = load i8, i8* %y
5858 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5859 change in the future.
5861 '``type``' Metadata
5862 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5864 See :doc:`TypeMetadata`.
5866 '``associated``' Metadata
5867 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5869 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5870 declaration with a single argument that references another global object.
5872 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5873 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5874 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5875 metadata may also:
5877 - Be in a comdat with the referenced global.
5878 - Be in @llvm.compiler.used.
5879 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5881 It does not have any effect on non-ELF targets.
5883 Example:
5885 .. code-block:: text
5887     $a = comdat any
5888     @a = global i32 1, comdat $a
5889     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5890     !0 = !{i32* @a}
5893 '``prof``' Metadata
5894 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5896 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5897 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
5898 type. There are currently 3 types:
5899 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
5900 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
5901 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
5903 .. _prof_node_branch_weights:
5905 branch_weights
5906 """"""""""""""
5908 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
5909 represents the likeliness of the associated branch being taken.
5910 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5912 .. _prof_node_function_entry_count:
5914 function_entry_count
5915 """"""""""""""""""""
5917 Function entry count metadata can be attached to function definitions
5918 to record the number of times the function is called. Used with BFI
5919 information, it is also used to derive the basic block profile count.
5920 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5922 .. _prof_node_VP:
5927 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
5928 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
5929 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
5930 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
5932 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
5933 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
5934 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
5935 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
5936 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
5937 of the callee function name, and for memory operations each value is the
5938 byte length.
5940 Note that the value counts do not need to add up to the total count
5941 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
5942 are tracked and reported).
5944 Indirect call example:
5946 .. code-block:: llvm
5948     call void %f(), !prof !1
5949     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
5951 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
5952 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
5953 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
5954 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
5955 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
5956 operands give the execution count that each of the respective prior target
5957 functions was called.
5959 Module Flags Metadata
5960 =====================
5962 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
5963 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
5964 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
5965 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
5966 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
5967 look it up.
5969 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
5970 Each triplet has the following form:
5972 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
5973    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
5974    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
5975    described below.
5976 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
5977    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
5978    including entries with the **Require** behavior).
5979 -  The third element is the value of the flag.
5981 When two (or more) modules are merged together, the resulting
5982 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
5983 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
5984 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
5985 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
5986 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
5988 The following behaviors are supported:
5990 .. list-table::
5991    :header-rows: 1
5992    :widths: 10 90
5994    * - Value
5995      - Behavior
5997    * - 1
5998      - **Error**
5999            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
6000            is that of the operands.
6002    * - 2
6003      - **Warning**
6004            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
6005            operand for the flag from the first module being linked.
6007    * - 3
6008      - **Require**
6009            Adds a requirement that another module flag be present and have a
6010            specified value after linking is performed. The value must be a
6011            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
6012            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
6013            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
6014            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
6015            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
6017    * - 4
6018      - **Override**
6019            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
6020            other module. If both modules specify **Override**, but the values
6021            differ, an error will be emitted.
6023    * - 5
6024      - **Append**
6025            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
6027    * - 6
6028      - **AppendUnique**
6029            Appends the two values, which are required to be metadata
6030            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
6031            during the append operation.
6033    * - 7
6034      - **Max**
6035            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
6037 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
6038 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
6039 value) or **Override**.
6041 An example of module flags:
6043 .. code-block:: llvm
6045     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
6046     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
6047     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
6048     !3 = !{ i32 3, !"qux",
6049       !{
6050         !"foo", i32 1
6051       }
6052     }
6053     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
6055 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
6056    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
6057    values are not equal.
6059 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
6060    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
6061    '37'.
6063 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
6064    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
6065    warning if their values are not equal.
6067 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6069    ::
6071        !{ !"foo", i32 1 }
6073    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6074    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6075    performed.
6077 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6078 ----------------------------------------------------
6080 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6081 collection in a special section called "image info". The metadata
6082 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6083 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6084 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6085 be merged rather than appended together.
6087 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6088 following key-value pairs:
6090 .. list-table::
6091    :header-rows: 1
6092    :widths: 30 70
6094    * - Key
6095      - Value
6097    * - ``Objective-C Version``
6098      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6100    * - ``Objective-C Image Info Version``
6101      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6102        always 0.
6104    * - ``Objective-C Image Info Section``
6105      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6106        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6107        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6108        Objective-C ABI version 2.
6110    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6111      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6112        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6113        collection supported.
6115    * - ``Objective-C GC Only``
6116      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6117        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6118        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6120 Some important flag interactions:
6122 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6123    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6124    2, then the resulting module has the
6125    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6126 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6127    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6129 C type width Module Flags Metadata
6130 ----------------------------------
6132 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6133 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6134 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6135 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6136 width.
6138 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6139 flags metadata, using the following key-value pairs:
6141 .. list-table::
6142    :header-rows: 1
6143    :widths: 30 70
6145    * - Key
6146      - Value
6148    * - short_wchar
6149      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6150        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6152    * - short_enum
6153      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6154        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6155          represent all of its values.
6157 For example, the following metadata section specifies that the module was
6158 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6159 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6161     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6162     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6163     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6165 Automatic Linker Flags Named Metadata
6166 =====================================
6168 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6169 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6170 allow source files to contain linker command line options, and have these
6171 automatically be transmitted to the linker via object files.
6173 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6174 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6175 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6176 list of metadata strings defining linker options.
6178 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6179 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6180 framework::
6182     !0 = !{ !"-lz" }
6183     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6184     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6186 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6187 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6188 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6189 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6190 assembly writer or object file emitter.
6192 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6193 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6194 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6196 Dependent Libs Named Metadata
6197 =============================
6199 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6200 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6201 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6202 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6203 linker via object files.
6205 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6206 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6207 which should contain a single string operand.
6209 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6211     !0 = !{!"a library specifier"}
6212     !1 = !{!"another library specifier"}
6213     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6215 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6216 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6218 .. _summary:
6220 ThinLTO Summary
6221 ===============
6223 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6224 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6225 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6226 in syntax by a caret ('``^``').
6228 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6229 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6230 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6231 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6232 input file).
6234 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6235 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6236 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6237 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6238 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6239 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6240 before feeding into thin link tools for now).
6242 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6243 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6244 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6245 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6247 .. _module_path_summary:
6249 Module Path Summary Entry
6250 -------------------------
6252 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6253 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6254 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6255 one module path entry per linked module with summary.
6257 Example:
6259 .. code-block:: text
6261     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6263 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6264 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6265 incremental builds and caching.
6267 .. _gv_summary:
6269 Global Value Summary Entry
6270 --------------------------
6272 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6273 referenced by a summarized module.
6275 Example:
6277 .. code-block:: text
6279     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6281 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6282 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6283 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6284 for symbols with weak linkage.
6286 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6287 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6288 :ref:`alias<alias_summary>`.
6290 .. _function_summary:
6292 Function Summary
6293 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6295 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6297 .. code-block:: text
6299     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6301 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6302 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6303 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6304 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6305 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6306 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6307 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6308 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6309 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6311 .. _variable_summary:
6313 Global Variable Summary
6314 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6316 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6318 .. code-block:: text
6320     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6322 The variable entry contains a subset of the fields in a
6323 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6325 .. _alias_summary:
6327 Alias Summary
6328 ^^^^^^^^^^^^^
6330 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6332 .. code-block:: text
6334     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6336 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6337 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6338 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6340 .. _funcflags_summary:
6342 Function Flags
6343 ^^^^^^^^^^^^^^
6345 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6347 .. code-block:: text
6349     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6351 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6352 ``0``.
6354 .. _calls_summary:
6356 Calls
6357 ^^^^^
6359 The optional ``Calls`` field looks like:
6361 .. code-block:: text
6363     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6365 where each ``Callee`` looks like:
6367 .. code-block:: text
6369     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6371 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6372 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6373 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6374 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6375 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6377 .. _refs_summary:
6379 Refs
6380 ^^^^
6382 The optional ``Refs`` field looks like:
6384 .. code-block:: text
6386     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6388 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6389 value (e.g. ``^1``).
6391 .. _typeidinfo_summary:
6393 TypeIdInfo
6394 ^^^^^^^^^^
6396 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6397 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6398 looks like:
6400 .. code-block:: text
6402     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6404 These optional fields have the following forms:
6406 TypeTests
6407 """""""""
6409 .. code-block:: text
6411     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6413 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6414 by summary id or ``GUID``.
6416 TypeTestAssumeVCalls
6417 """"""""""""""""""""
6419 .. code-block:: text
6421     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6423 Where each VFuncId has the format:
6425 .. code-block:: text
6427     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6429 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6430 by summary id or ``GUID`` preceeded by a ``guid:`` tag.
6432 TypeCheckedLoadVCalls
6433 """""""""""""""""""""
6435 .. code-block:: text
6437     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6439 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6441 TypeTestAssumeConstVCalls
6442 """""""""""""""""""""""""
6444 .. code-block:: text
6446     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6448 Where each ConstVCall has the format:
6450 .. code-block:: text
6452     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6454 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6455 and each Arg is an integer argument number.
6457 TypeCheckedLoadConstVCalls
6458 """"""""""""""""""""""""""
6460 .. code-block:: text
6462     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6464 Where each ConstVCall has the format described for
6465 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6467 .. _typeid_summary:
6469 Type ID Summary Entry
6470 ---------------------
6472 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6473 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6474 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6475 so these are only present in a combined summary index.
6477 Example:
6479 .. code-block:: text
6481     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6483 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6484 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6485 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6486 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6487 field that looks like:
6489 .. code-block:: text
6491     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6493 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6494 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6496 .. code-block:: text
6498     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6499     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6500     wpdRes: (kind: indir)
6502 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6503 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6505 .. code-block:: text
6507     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6509 where ResByArg is:
6511 .. code-block:: text
6513     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6515 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6516 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6517 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6518 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6519 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6520 not support the use of absolute symbols to store constants.
6522 .. _intrinsicglobalvariables:
6524 Intrinsic Global Variables
6525 ==========================
6527 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6528 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6529 All globals of this sort should have a section specified as
6530 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6531 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6533 .. _gv_llvmused:
6535 The '``llvm.used``' Global Variable
6536 -----------------------------------
6538 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6539 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6540 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6541 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6542 use of it is:
6544 .. code-block:: llvm
6546     @X = global i8 4
6547     @Y = global i32 123
6549     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6550        i8* @X,
6551        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6552     ], section "llvm.metadata"
6554 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6555 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6556 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6557 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6558 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6559 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6560 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6562 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6563 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6564 molesting the symbol.
6566 .. _gv_llvmcompilerused:
6568 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6569 --------------------------------------------
6571 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6572 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6573 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6574 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6575 by ``@llvm.used``.
6577 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6578 and should not be exposed to source languages.
6580 .. _gv_llvmglobalctors:
6582 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6583 -------------------------------------------
6585 .. code-block:: llvm
6587     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6588     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6590 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6591 functions, priorities, and an associated global or function.
6592 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6593 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6594 functions with the same priority is not defined.
6596 If the third field is non-null, and points to a global variable
6597 or function, the initializer function will only run if the associated
6598 data from the current module is not discarded.
6600 .. _llvmglobaldtors:
6602 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6603 -------------------------------------------
6605 .. code-block:: llvm
6607     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6608     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6610 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6611 functions, priorities, and an associated global or function.
6612 The functions referenced by this array will be called in descending
6613 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6614 order of functions with the same priority is not defined.
6616 If the third field is non-null, and points to a global variable
6617 or function, the destructor function will only run if the associated
6618 data from the current module is not discarded.
6620 Instruction Reference
6621 =====================
6623 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6624 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6625 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6626 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6627 :ref:`other instructions <otherops>`.
6629 .. _terminators:
6631 Terminator Instructions
6632 -----------------------
6634 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6635 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6636 block should be executed after the current block is finished. These
6637 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6638 control flow, not values (the one exception being the
6639 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6641 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6642 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6643 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6644 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6645 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6646 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6647 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6648 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6650 .. _i_ret:
6652 '``ret``' Instruction
6653 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6655 Syntax:
6656 """""""
6660       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6661       ret void                 ; Return from void function
6663 Overview:
6664 """""""""
6666 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6667 a value) from a function back to the caller.
6669 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6670 value and then causes control flow, and one that just causes control
6671 flow to occur.
6673 Arguments:
6674 """"""""""
6676 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6677 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6678 class <t_firstclass>`' type.
6680 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6681 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6682 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6683 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6684 value.
6686 Semantics:
6687 """"""""""
6689 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6690 the calling function's context. If the caller is a
6691 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6692 instruction after the call. If the caller was an
6693 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6694 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6695 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6696 value.
6698 Example:
6699 """"""""
6701 .. code-block:: llvm
6703       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6704       ret void                        ; Return from a void function
6705       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6707 .. _i_br:
6709 '``br``' Instruction
6710 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6712 Syntax:
6713 """""""
6717       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6718       br label <dest>          ; Unconditional branch
6720 Overview:
6721 """""""""
6723 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6724 different basic block in the current function. There are two forms of
6725 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6726 unconditional branch.
6728 Arguments:
6729 """"""""""
6731 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6732 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6733 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6735 Semantics:
6736 """"""""""
6738 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6739 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6740 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6741 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6743 Example:
6744 """"""""
6746 .. code-block:: llvm
6748     Test:
6749       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6750       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6751     IfEqual:
6752       ret i32 1
6753     IfUnequal:
6754       ret i32 0
6756 .. _i_switch:
6758 '``switch``' Instruction
6759 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6761 Syntax:
6762 """""""
6766       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6768 Overview:
6769 """""""""
6771 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6772 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6773 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6774 destinations.
6776 Arguments:
6777 """"""""""
6779 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6780 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6781 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6782 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6784 Semantics:
6785 """"""""""
6787 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6788 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6789 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6790 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6791 to the default destination.
6793 Implementation:
6794 """""""""""""""
6796 Depending on properties of the target machine and the particular
6797 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6798 different ways. For example, it could be generated as a series of
6799 chained conditional branches or with a lookup table.
6801 Example:
6802 """"""""
6804 .. code-block:: llvm
6806      ; Emulate a conditional br instruction
6807      %Val = zext i1 %value to i32
6808      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6810      ; Emulate an unconditional br instruction
6811      switch i32 0, label %dest [ ]
6813      ; Implement a jump table:
6814      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6815                                          i32 1, label %onone
6816                                          i32 2, label %ontwo ]
6818 .. _i_indirectbr:
6820 '``indirectbr``' Instruction
6821 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6823 Syntax:
6824 """""""
6828       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6830 Overview:
6831 """""""""
6833 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6834 label within the current function, whose address is specified by
6835 "``address``". Address must be derived from a
6836 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6838 Arguments:
6839 """"""""""
6841 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6842 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6843 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6844 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6846 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6847 accurate understanding of the CFG.
6849 Semantics:
6850 """"""""""
6852 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6853 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6854 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6855 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6857 Implementation:
6858 """""""""""""""
6860 This is typically implemented with a jump through a register.
6862 Example:
6863 """"""""
6865 .. code-block:: llvm
6867      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6869 .. _i_invoke:
6871 '``invoke``' Instruction
6872 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6874 Syntax:
6875 """""""
6879       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6880                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6882 Overview:
6883 """""""""
6885 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6886 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6887 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6888 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6889 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6890 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6891 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6892 nearest "exception" label.
6894 The '``exception``' label is a `landing
6895 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6896 '``exception``' label is required to have the
6897 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
6898 information about the behavior of the program after unwinding happens,
6899 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
6900 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
6901 instruction, so that the important information contained within the
6902 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
6904 Arguments:
6905 """"""""""
6907 This instruction requires several arguments:
6909 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6910    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6911    specified, the call defaults to using C calling conventions.
6912 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6913    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6914    are valid here.
6915 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
6916    of the called function. If it is not specified, the program address space
6917    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
6918 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6919    type of the return value. Functions that return no value are marked
6920    ``void``.
6921 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
6922    argument types must match the types implied by this signature. This
6923    type can be omitted if the function is not varargs.
6924 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6925    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
6926    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6927    to function value.
6928 #. '``function args``': argument list whose types match the function
6929    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
6930    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
6931    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
6932    extra arguments can be specified.
6933 #. '``normal label``': the label reached when the called function
6934    executes a '``ret``' instruction.
6935 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
6936    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
6937    mechanism.
6938 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
6939 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
6941 Semantics:
6942 """"""""""
6944 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
6945 instruction in most regards. The primary difference is that it
6946 establishes an association with a label, which is used by the runtime
6947 library to unwind the stack.
6949 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
6950 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
6951 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
6952 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
6954 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
6955 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
6956 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
6957 return value is available.
6959 Example:
6960 """"""""
6962 .. code-block:: llvm
6964       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
6965                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
6966       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
6967                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
6969 .. _i_callbr:
6971 '``callbr``' Instruction
6972 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6974 Syntax:
6975 """""""
6979       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6980                     [operand bundles] to label <normal label> or jump [other labels]
6982 Overview:
6983 """""""""
6985 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
6986 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6987 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
6989 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
6990 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
6992 Arguments:
6993 """"""""""
6995 This instruction requires several arguments:
6997 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6998    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6999    specified, the call defaults to using C calling conventions.
7000 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
7001    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
7002    are valid here.
7003 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
7004    of the called function. If it is not specified, the program address space
7005    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
7006 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
7007    type of the return value. Functions that return no value are marked
7008    ``void``.
7009 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
7010    argument types must match the types implied by this signature. This
7011    type can be omitted if the function is not varargs.
7012 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
7013    be called. In most cases, this is a direct function call, but
7014    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
7015    to function value.
7016 #. '``function args``': argument list whose types match the function
7017    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
7018    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
7019    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
7020    extra arguments can be specified.
7021 #. '``normal label``': the label reached when the called function
7022    executes a '``ret``' instruction.
7023 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
7024    to a location other than the normal '``normal label``'
7025 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
7026 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
7028 Semantics:
7029 """"""""""
7031 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
7032 instruction in most regards. The primary difference is that it
7033 establishes an association with additional labels to define where control
7034 flow goes after the call.
7036 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
7037 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
7038 assembly to jump to.
7040 Example:
7041 """"""""
7043 .. code-block:: text
7045       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
7046                   to label %normal or jump [label %fail]
7048 .. _i_resume:
7050 '``resume``' Instruction
7051 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7053 Syntax:
7054 """""""
7058       resume <type> <value>
7060 Overview:
7061 """""""""
7063 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
7064 successors.
7066 Arguments:
7067 """"""""""
7069 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7070 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7071 function.
7073 Semantics:
7074 """"""""""
7076 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7077 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7078 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7080 Example:
7081 """"""""
7083 .. code-block:: llvm
7085       resume { i8*, i32 } %exn
7087 .. _i_catchswitch:
7089 '``catchswitch``' Instruction
7090 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7092 Syntax:
7093 """""""
7097       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7098       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7100 Overview:
7101 """""""""
7103 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7104 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7105 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7107 Arguments:
7108 """"""""""
7110 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7111 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7112 this operand may be the token ``none``.
7114 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7115 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7116 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7117 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7119 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7120 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7122 Semantics:
7123 """"""""""
7125 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7126 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7127 present.
7129 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7130 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7131 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7133 Example:
7134 """"""""
7136 .. code-block:: text
7138     dispatch1:
7139       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7140     dispatch2:
7141       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7143 .. _i_catchret:
7145 '``catchret``' Instruction
7146 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7148 Syntax:
7149 """""""
7153       catchret from <token> to label <normal>
7155 Overview:
7156 """""""""
7158 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7159 single successor.
7162 Arguments:
7163 """"""""""
7165 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7166 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7167 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7168 transfer to next.
7170 Semantics:
7171 """"""""""
7173 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7174 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7175 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7176 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7177 ``normal``.
7179 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7180 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7181 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7182 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7184 Example:
7185 """"""""
7187 .. code-block:: text
7189       catchret from %catch label %continue
7191 .. _i_cleanupret:
7193 '``cleanupret``' Instruction
7194 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7196 Syntax:
7197 """""""
7201       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7202       cleanupret from <value> unwind to caller
7204 Overview:
7205 """""""""
7207 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7208 an optional successor.
7211 Arguments:
7212 """"""""""
7214 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7215 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7216 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7217 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7218 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7220 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7221 which must be the label of another basic block beginning with either a
7222 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7223 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7224 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7226 Semantics:
7227 """"""""""
7229 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7230 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7231 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7232 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7234 Example:
7235 """"""""
7237 .. code-block:: text
7239       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7240       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7242 .. _i_unreachable:
7244 '``unreachable``' Instruction
7245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7247 Syntax:
7248 """""""
7252       unreachable
7254 Overview:
7255 """""""""
7257 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7258 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7259 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7260 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7262 Semantics:
7263 """"""""""
7265 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7267 .. _unaryops:
7269 Unary Operations
7270 -----------------
7272 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7273 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7274 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7275 result value has the same type as its operand.
7277 .. _i_fneg:
7279 '``fneg``' Instruction
7280 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7282 Syntax:
7283 """""""
7287       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7289 Overview:
7290 """""""""
7292 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7294 Arguments:
7295 """"""""""
7297 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7298 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7299 floating-point values.
7301 Semantics:
7302 """"""""""
7304 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7305 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7306 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7307 unsafe floating-point optimizations:
7309 Example:
7310 """"""""
7312 .. code-block:: text
7314       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7316 .. _binaryops:
7318 Binary Operations
7319 -----------------
7321 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7322 They require two operands of the same type, execute an operation on
7323 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7324 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7325 result value has the same type as its operands.
7327 There are several different binary operators:
7329 .. _i_add:
7331 '``add``' Instruction
7332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7334 Syntax:
7335 """""""
7339       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7340       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7341       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7342       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7344 Overview:
7345 """""""""
7347 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7349 Arguments:
7350 """"""""""
7352 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7353 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7354 arguments must have identical types.
7356 Semantics:
7357 """"""""""
7359 The value produced is the integer sum of the two operands.
7361 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7362 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7363 the result.
7365 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7366 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7368 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7369 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7370 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7371 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7373 Example:
7374 """"""""
7376 .. code-block:: text
7378       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7380 .. _i_fadd:
7382 '``fadd``' Instruction
7383 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7385 Syntax:
7386 """""""
7390       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7392 Overview:
7393 """""""""
7395 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7397 Arguments:
7398 """"""""""
7400 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7401 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7402 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7404 Semantics:
7405 """"""""""
7407 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7408 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7409 environment <floatenv>`.
7410 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7411 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7412 unsafe floating-point optimizations:
7414 Example:
7415 """"""""
7417 .. code-block:: text
7419       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7421 '``sub``' Instruction
7422 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7424 Syntax:
7425 """""""
7429       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7430       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7431       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7432       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7434 Overview:
7435 """""""""
7437 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7439 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7440 instruction present in most other intermediate representations.
7442 Arguments:
7443 """"""""""
7445 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7446 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7447 arguments must have identical types.
7449 Semantics:
7450 """"""""""
7452 The value produced is the integer difference of the two operands.
7454 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7455 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7456 the result.
7458 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7459 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7461 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7462 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7463 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7464 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7466 Example:
7467 """"""""
7469 .. code-block:: text
7471       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7472       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7474 .. _i_fsub:
7476 '``fsub``' Instruction
7477 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7479 Syntax:
7480 """""""
7484       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7486 Overview:
7487 """""""""
7489 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7491 Arguments:
7492 """"""""""
7494 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7495 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7496 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7498 Semantics:
7499 """"""""""
7501 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7502 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7503 environment <floatenv>`.
7504 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7505 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7506 unsafe floating-point optimizations:
7508 Example:
7509 """"""""
7511 .. code-block:: text
7513       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7514       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7516 '``mul``' Instruction
7517 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7519 Syntax:
7520 """""""
7524       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7525       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7526       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7527       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7529 Overview:
7530 """""""""
7532 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7534 Arguments:
7535 """"""""""
7537 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7538 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7539 arguments must have identical types.
7541 Semantics:
7542 """"""""""
7544 The value produced is the integer product of the two operands.
7546 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7547 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7548 bit width of the result.
7550 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7551 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7552 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7553 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7554 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7555 product.
7557 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7558 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7559 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7560 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7562 Example:
7563 """"""""
7565 .. code-block:: text
7567       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7569 .. _i_fmul:
7571 '``fmul``' Instruction
7572 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7574 Syntax:
7575 """""""
7579       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7581 Overview:
7582 """""""""
7584 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7586 Arguments:
7587 """"""""""
7589 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7590 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7591 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7593 Semantics:
7594 """"""""""
7596 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7597 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7598 environment <floatenv>`.
7599 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7600 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7601 unsafe floating-point optimizations:
7603 Example:
7604 """"""""
7606 .. code-block:: text
7608       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7610 '``udiv``' Instruction
7611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7613 Syntax:
7614 """""""
7618       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7619       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7621 Overview:
7622 """""""""
7624 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7626 Arguments:
7627 """"""""""
7629 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7630 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7631 arguments must have identical types.
7633 Semantics:
7634 """"""""""
7636 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7638 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7639 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7641 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7642 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7645 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7646 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7647 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7649 Example:
7650 """"""""
7652 .. code-block:: text
7654       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7656 '``sdiv``' Instruction
7657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7659 Syntax:
7660 """""""
7664       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7665       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7667 Overview:
7668 """""""""
7670 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7672 Arguments:
7673 """"""""""
7675 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7676 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7677 arguments must have identical types.
7679 Semantics:
7680 """"""""""
7682 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7683 rounded towards zero.
7685 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7686 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7688 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7689 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7690 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7691 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7693 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7694 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7696 Example:
7697 """"""""
7699 .. code-block:: text
7701       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7703 .. _i_fdiv:
7705 '``fdiv``' Instruction
7706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7708 Syntax:
7709 """""""
7713       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7715 Overview:
7716 """""""""
7718 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7720 Arguments:
7721 """"""""""
7723 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7724 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7725 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7727 Semantics:
7728 """"""""""
7730 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7731 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7732 environment <floatenv>`.
7733 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7734 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7735 unsafe floating-point optimizations:
7737 Example:
7738 """"""""
7740 .. code-block:: text
7742       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7744 '``urem``' Instruction
7745 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7747 Syntax:
7748 """""""
7752       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7754 Overview:
7755 """""""""
7757 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7758 division of its two arguments.
7760 Arguments:
7761 """"""""""
7763 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7764 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7765 arguments must have identical types.
7767 Semantics:
7768 """"""""""
7770 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7771 This instruction always performs an unsigned division to get the
7772 remainder.
7774 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7775 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7777 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7778 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7779 undefined behavior.
7781 Example:
7782 """"""""
7784 .. code-block:: text
7786       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7788 '``srem``' Instruction
7789 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7791 Syntax:
7792 """""""
7796       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7798 Overview:
7799 """""""""
7801 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7802 division of its two operands. This instruction can also take
7803 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7804 must be integers.
7806 Arguments:
7807 """"""""""
7809 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7810 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7811 arguments must have identical types.
7813 Semantics:
7814 """"""""""
7816 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7817 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7818 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7819 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7820 difference, see `The Math
7821 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7822 table of how this is implemented in various languages, please see
7823 `Wikipedia: modulo
7824 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7826 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7827 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7829 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7830 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7831 undefined behavior.
7832 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7833 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7834 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7835 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7836 result of the division and the remainder.)
7838 Example:
7839 """"""""
7841 .. code-block:: text
7843       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7845 .. _i_frem:
7847 '``frem``' Instruction
7848 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7850 Syntax:
7851 """""""
7855       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7857 Overview:
7858 """""""""
7860 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7861 its two operands.
7863 Arguments:
7864 """"""""""
7866 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7867 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7868 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7870 Semantics:
7871 """"""""""
7873 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7874 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7875 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7876 dividend.
7877 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7878 environment <floatenv>`.
7879 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7880 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7881 unsafe floating-point optimizations:
7883 Example:
7884 """"""""
7886 .. code-block:: text
7888       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7890 .. _bitwiseops:
7892 Bitwise Binary Operations
7893 -------------------------
7895 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7896 in a program. They are generally very efficient instructions and can
7897 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
7898 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
7899 single value. The resulting value is the same type as its operands.
7901 '``shl``' Instruction
7902 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7904 Syntax:
7905 """""""
7909       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
7910       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7911       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7912       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7914 Overview:
7915 """""""""
7917 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
7918 a specified number of bits.
7920 Arguments:
7921 """"""""""
7923 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
7924 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7925 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7927 Semantics:
7928 """"""""""
7930 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
7931 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
7932 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
7933 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
7934 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
7935 by the corresponding shift amount in ``op2``.
7937 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7938 value if it shifts out any non-zero bits.
7939 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7940 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
7942 Example:
7943 """"""""
7945 .. code-block:: text
7947       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
7948       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
7949       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
7950       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
7951       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
7953 '``lshr``' Instruction
7954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7956 Syntax:
7957 """""""
7961       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7962       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7964 Overview:
7965 """""""""
7967 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
7968 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
7970 Arguments:
7971 """"""""""
7973 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
7974 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7975 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7977 Semantics:
7978 """"""""""
7980 This instruction always performs a logical shift right operation. The
7981 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
7982 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
7983 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
7984 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
7985 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
7987 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
7988 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
7990 Example:
7991 """"""""
7993 .. code-block:: text
7995       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
7996       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
7997       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
7998       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
7999       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
8000       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
8002 '``ashr``' Instruction
8003 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8005 Syntax:
8006 """""""
8010       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
8011       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8013 Overview:
8014 """""""""
8016 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
8017 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
8018 extension.
8020 Arguments:
8021 """"""""""
8023 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
8024 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
8025 '``op2``' is treated as an unsigned value.
8027 Semantics:
8028 """"""""""
8030 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
8031 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
8032 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
8033 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
8034 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
8035 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
8037 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
8038 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
8040 Example:
8041 """"""""
8043 .. code-block:: text
8045       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
8046       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
8047       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
8048       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
8049       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
8050       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
8052 '``and``' Instruction
8053 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8055 Syntax:
8056 """""""
8060       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8062 Overview:
8063 """""""""
8065 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
8066 operands.
8068 Arguments:
8069 """"""""""
8071 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8072 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8073 arguments must have identical types.
8075 Semantics:
8076 """"""""""
8078 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8080 +-----+-----+-----+
8081 | In0 | In1 | Out |
8082 +-----+-----+-----+
8083 |   0 |   0 |   0 |
8084 +-----+-----+-----+
8085 |   0 |   1 |   0 |
8086 +-----+-----+-----+
8087 |   1 |   0 |   0 |
8088 +-----+-----+-----+
8089 |   1 |   1 |   1 |
8090 +-----+-----+-----+
8092 Example:
8093 """"""""
8095 .. code-block:: text
8097       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8098       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8099       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8101 '``or``' Instruction
8102 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8104 Syntax:
8105 """""""
8109       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8111 Overview:
8112 """""""""
8114 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8115 two operands.
8117 Arguments:
8118 """"""""""
8120 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8121 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8122 arguments must have identical types.
8124 Semantics:
8125 """"""""""
8127 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8129 +-----+-----+-----+
8130 | In0 | In1 | Out |
8131 +-----+-----+-----+
8132 |   0 |   0 |   0 |
8133 +-----+-----+-----+
8134 |   0 |   1 |   1 |
8135 +-----+-----+-----+
8136 |   1 |   0 |   1 |
8137 +-----+-----+-----+
8138 |   1 |   1 |   1 |
8139 +-----+-----+-----+
8141 Example:
8142 """"""""
8146       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8147       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8148       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8150 '``xor``' Instruction
8151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8153 Syntax:
8154 """""""
8158       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8160 Overview:
8161 """""""""
8163 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8164 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8165 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8167 Arguments:
8168 """"""""""
8170 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8171 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8172 arguments must have identical types.
8174 Semantics:
8175 """"""""""
8177 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8179 +-----+-----+-----+
8180 | In0 | In1 | Out |
8181 +-----+-----+-----+
8182 |   0 |   0 |   0 |
8183 +-----+-----+-----+
8184 |   0 |   1 |   1 |
8185 +-----+-----+-----+
8186 |   1 |   0 |   1 |
8187 +-----+-----+-----+
8188 |   1 |   1 |   0 |
8189 +-----+-----+-----+
8191 Example:
8192 """"""""
8194 .. code-block:: text
8196       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8197       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8198       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8199       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8201 Vector Operations
8202 -----------------
8204 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8205 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8206 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8207 While LLVM does directly support these vector operations, many
8208 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8209 take full advantage of a specific target.
8211 .. _i_extractelement:
8213 '``extractelement``' Instruction
8214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8216 Syntax:
8217 """""""
8221       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8222       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8224 Overview:
8225 """""""""
8227 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8228 from a vector at a specified index.
8230 Arguments:
8231 """"""""""
8233 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8234 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8235 the position from which to extract the element. The index may be a
8236 variable of any integer type.
8238 Semantics:
8239 """"""""""
8241 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8242 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8243 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8244 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8245 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8246 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8248 Example:
8249 """"""""
8251 .. code-block:: text
8253       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8255 .. _i_insertelement:
8257 '``insertelement``' Instruction
8258 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8260 Syntax:
8261 """""""
8265       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8266       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8268 Overview:
8269 """""""""
8271 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8272 vector at a specified index.
8274 Arguments:
8275 """"""""""
8277 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8278 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8279 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8280 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8281 index may be a variable of any integer type.
8283 Semantics:
8284 """"""""""
8286 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8287 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8288 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8289 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8290 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8291 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8293 Example:
8294 """"""""
8296 .. code-block:: text
8298       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8300 .. _i_shufflevector:
8302 '``shufflevector``' Instruction
8303 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8305 Syntax:
8306 """""""
8310       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8311       <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>>
8313 Overview:
8314 """""""""
8316 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8317 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8318 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8320 Arguments:
8321 """"""""""
8323 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8324 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8325 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8326 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8327 same as the element type of the first two operands.
8329 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8330 constant integer or undef values.
8332 Semantics:
8333 """"""""""
8335 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8336 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8337 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8338 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8339 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8340 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8341 of the input vectors, the resulting element is undef.
8343 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8344 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8345 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8347 Example:
8348 """"""""
8350 .. code-block:: text
8352       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8353                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8354       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8355                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8356       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8357                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8358       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8359                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8361 Aggregate Operations
8362 --------------------
8364 LLVM supports several instructions for working with
8365 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8367 .. _i_extractvalue:
8369 '``extractvalue``' Instruction
8370 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8372 Syntax:
8373 """""""
8377       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8379 Overview:
8380 """""""""
8382 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8383 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8385 Arguments:
8386 """"""""""
8388 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8389 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8390 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8391 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8393 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8395 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8396    omitted and assumed to be zero.
8397 -  At least one index must be specified.
8398 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8400 Semantics:
8401 """"""""""
8403 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8404 the index operands.
8406 Example:
8407 """"""""
8409 .. code-block:: text
8411       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8413 .. _i_insertvalue:
8415 '``insertvalue``' Instruction
8416 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8418 Syntax:
8419 """""""
8423       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8425 Overview:
8426 """""""""
8428 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8429 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8431 Arguments:
8432 """"""""""
8434 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8435 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8436 a first-class value to insert. The following operands are constant
8437 indices indicating the position at which to insert the value in a
8438 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8439 to insert must have the same type as the value identified by the
8440 indices.
8442 Semantics:
8443 """"""""""
8445 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8446 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8447 indices is that of ``elt``.
8449 Example:
8450 """"""""
8452 .. code-block:: llvm
8454       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8455       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8456       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8458 .. _memoryops:
8460 Memory Access and Addressing Operations
8461 ---------------------------------------
8463 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8464 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8465 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8466 memory in LLVM.
8468 .. _i_alloca:
8470 '``alloca``' Instruction
8471 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8473 Syntax:
8474 """""""
8478       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8480 Overview:
8481 """""""""
8483 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8484 currently executing function, to be automatically released when this
8485 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8486 address space for allocas indicated in the datalayout.
8488 Arguments:
8489 """"""""""
8491 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8492 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8493 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8494 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8495 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8496 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8497 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8498 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8499 boundary compatible with the type.
8501 '``type``' may be any sized type.
8503 Semantics:
8504 """"""""""
8506 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8507 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8508 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8509 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8510 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8511 to represent automatic variables that must have an address available. When
8512 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8513 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8514 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8515 which way the stack grows) is not specified.
8517 Example:
8518 """"""""
8520 .. code-block:: llvm
8522       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8523       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8524       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8525       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8527 .. _i_load:
8529 '``load``' Instruction
8530 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8532 Syntax:
8533 """""""
8537       <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>]
8538       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8539       !<index> = !{ i32 1 }
8540       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8541       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8543 Overview:
8544 """""""""
8546 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8548 Arguments:
8549 """"""""""
8551 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8552 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8553 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8554 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8555 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8556 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8558 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8559 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8560 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8561 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8562 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8563 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8564 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8565 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8566 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8567 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8569 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8570 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8571 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8572 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8573 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8574 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8575 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8576 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8577 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8578 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8579 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8580 tools, so should not be accessed if the function has the
8581 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8583 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8584 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8585 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8586 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8587 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8588 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8589 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8591 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8592 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8593 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8594 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8595 referenced by the load contains the same value at all points in the
8596 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8597 otherwise, the behavior is undefined.
8599 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8600  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8601  See ``invariant.group`` metadata.
8603 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8604 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8605 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8606 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8607 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8608 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8609 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8611 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8612 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8613 entry. The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
8614 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
8615 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
8616 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
8617 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
8618 to loads of a pointer type.
8620 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8621 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8622 ``i64`` entry. The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
8623 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
8624 dereferenceable or null.
8625 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
8626 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
8627 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
8628 to loads of a pointer type.
8630 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8631 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8632 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8633 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8634 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8635 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8636 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8637 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8639 Semantics:
8640 """"""""""
8642 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8643 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8644 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8645 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8646 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8647 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8648 written using a store of the same type.
8650 Examples:
8651 """""""""
8653 .. code-block:: llvm
8655       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8656       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8657       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8659 .. _i_store:
8661 '``store``' Instruction
8662 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8664 Syntax:
8665 """""""
8669       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8670       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8672 Overview:
8673 """""""""
8675 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8677 Arguments:
8678 """"""""""
8680 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8681 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8682 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8683 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8684 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8685 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8686 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8687 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8689 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8690 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8691 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8692 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8693 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8694 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8695 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8696 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8697 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8698 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8700 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8701 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8702 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8703 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8704 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8705 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8706 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8707 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8708 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8709 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8710 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8711 races if another thread can access the same address. Introducing a
8712 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8713 even in situations where a data race is known to not exist if the
8714 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8716 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8717 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8718 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8719 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8720 be reused in the cache. The code generator may select special
8721 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8722 x86.
8724 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8725 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8727 Semantics:
8728 """"""""""
8730 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8731 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8732 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8733 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8734 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8735 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8736 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8737 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8739 Example:
8740 """"""""
8742 .. code-block:: llvm
8744       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8745       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8746       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8748 .. _i_fence:
8750 '``fence``' Instruction
8751 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8753 Syntax:
8754 """""""
8758       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8760 Overview:
8761 """""""""
8763 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8764 between operations.
8766 Arguments:
8767 """"""""""
8769 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8770 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8771 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8773 Semantics:
8774 """"""""""
8776 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8777 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8778 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8779 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8780 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8781 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8782 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8783 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8784 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8785 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8786 *happens-before* edge.
8788 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8789 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8790 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8792 A ``fence`` instruction can also take an optional
8793 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8795 Example:
8796 """"""""
8798 .. code-block:: text
8800       fence acquire                                        ; yields void
8801       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8802       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8804 .. _i_cmpxchg:
8806 '``cmpxchg``' Instruction
8807 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8809 Syntax:
8810 """""""
8814       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8816 Overview:
8817 """""""""
8819 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8820 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8821 equal, it tries to store a new value into the memory.
8823 Arguments:
8824 """"""""""
8826 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8827 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8828 address, and a new value to place at that address if the compared values
8829 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8830 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8831 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8832 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8833 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8834 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8835 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8837 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8838 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8839 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8840 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8841 ``release`` or ``acq_rel``.
8843 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8844 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8846 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8847 equal to the size in memory of the operand.
8849 Semantics:
8850 """"""""""
8852 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8853 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8854 written to the location. The original value at the location is returned,
8855 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8857 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8858 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8859 matched.
8861 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8862 if the value loaded equals ``cmp``.
8864 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8865 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8866 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8868 Example:
8869 """"""""
8871 .. code-block:: llvm
8873     entry:
8874       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8875       br label %loop
8877     loop:
8878       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8879       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8880       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8881       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8882       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8883       br i1 %success, label %done, label %loop
8885     done:
8886       ...
8888 .. _i_atomicrmw:
8890 '``atomicrmw``' Instruction
8891 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8893 Syntax:
8894 """""""
8898       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8900 Overview:
8901 """""""""
8903 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
8905 Arguments:
8906 """"""""""
8908 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
8909 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
8910 operation. The operation must be one of the following keywords:
8912 -  xchg
8913 -  add
8914 -  sub
8915 -  and
8916 -  nand
8917 -  or
8918 -  xor
8919 -  max
8920 -  min
8921 -  umax
8922 -  umin
8923 -  fadd
8924 -  fsub
8926 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
8927 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
8928 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
8929 may also be a floating point type with the same size constraints as
8930 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
8931 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
8932 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8933 allowed to modify the number or order of execution of this
8934 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8936 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
8937 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8939 Semantics:
8940 """"""""""
8942 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
8943 operand are atomically read, modified, and written back. The original
8944 value at the location is returned. The modification is specified by the
8945 operation argument:
8947 -  xchg: ``*ptr = val``
8948 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
8949 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
8950 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
8951 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
8952 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
8953 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
8954 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8955 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8956 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
8957    comparison)
8958 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
8959    comparison)
8960 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
8961 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
8963 Example:
8964 """"""""
8966 .. code-block:: llvm
8968       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
8970 .. _i_getelementptr:
8972 '``getelementptr``' Instruction
8973 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8975 Syntax:
8976 """""""
8980       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
8981       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
8982       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
8984 Overview:
8985 """""""""
8987 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
8988 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
8989 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
8990 be used to calculate a vector of such addresses.
8992 Arguments:
8993 """"""""""
8995 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
8996 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
8997 base address to start from. The remaining arguments are indices
8998 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
8999 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
9000 into. The first index always indexes the pointer value given as the
9001 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
9002 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
9003 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
9004 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
9005 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
9006 would require loading the pointer before continuing calculation.
9008 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
9009 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
9010 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
9011 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
9012 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
9013 required to be constant. These integers are treated as signed values
9014 where relevant.
9016 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
9017 to LLVM:
9019 .. code-block:: c
9021     struct RT {
9022       char A;
9023       int B[10][20];
9024       char C;
9025     };
9026     struct ST {
9027       int X;
9028       double Y;
9029       struct RT Z;
9030     };
9032     int *foo(struct ST *s) {
9033       return &s[1].Z.B[5][13];
9034     }
9036 The LLVM code generated by Clang is:
9038 .. code-block:: llvm
9040     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
9041     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
9043     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
9044     entry:
9045       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
9046       ret i32* %arrayidx
9047     }
9049 Semantics:
9050 """"""""""
9052 In the example above, the first index is indexing into the
9053 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
9054 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
9055 indexes into the third element of the structure, yielding a
9056 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
9057 structure. The third index indexes into the second element of the
9058 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
9059 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
9060 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
9061 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
9063 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
9064 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
9065 for the given testcase is equivalent to:
9067 .. code-block:: llvm
9069     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9070       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9071       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9072       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9073       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9074       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9075       ret i32* %t5
9076     }
9078 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9079 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9080 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9081 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9082 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9083 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9084 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9085 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9086 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9087 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9088 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9089 of the computations element-wise.
9091 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9092 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9093 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9094 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9095 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9096 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9097 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9098 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9099 information.
9101 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9102 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9103 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9104 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9105 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9106 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9107 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9108 in the case where both operands are in the range of the element selected
9109 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9110 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9111 in constant ``getelementptr`` expressions.
9113 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9114 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9116 Example:
9117 """"""""
9119 .. code-block:: llvm
9121         ; yields [12 x i8]*:aptr
9122         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9123         ; yields i8*:vptr
9124         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9125         ; yields i8*:eptr
9126         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9127         ; yields i32*:iptr
9128         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9130 Vector of pointers:
9131 """""""""""""""""""
9133 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9134 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9135 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9136 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9138 .. code-block:: llvm
9140      ; All arguments are vectors:
9141      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9142      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9144      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9145      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9146      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9148      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9149      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9150      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9152      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9154 The two following instructions are equivalent:
9156 .. code-block:: llvm
9158      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9159        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9160        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9161        <4 x i32> %ind4,
9162        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9164      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9165        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9167 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9168 makes sense:
9170 .. code-block:: c
9172     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9173     double *A, *B; int *C;
9174     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9175       A[i] = B[C[i]];
9176     }
9178 .. code-block:: llvm
9180     ; get pointers for 8 elements from array B
9181     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9182     ; load 8 elements from array B into A
9183     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9184          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9186 Conversion Operations
9187 ---------------------
9189 The instructions in this category are the conversion instructions
9190 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9191 various bit conversions on the operand.
9193 .. _i_trunc:
9195 '``trunc .. to``' Instruction
9196 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9198 Syntax:
9199 """""""
9203       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9205 Overview:
9206 """""""""
9208 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9210 Arguments:
9211 """"""""""
9213 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9214 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9215 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9216 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9217 types are not allowed.
9219 Semantics:
9220 """"""""""
9222 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9223 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9224 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9225 It will always truncate bits.
9227 Example:
9228 """"""""
9230 .. code-block:: llvm
9232       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9233       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9234       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9235       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9237 .. _i_zext:
9239 '``zext .. to``' Instruction
9240 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9242 Syntax:
9243 """""""
9247       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9249 Overview:
9250 """""""""
9252 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9254 Arguments:
9255 """"""""""
9257 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9258 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9259 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9260 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9262 Semantics:
9263 """"""""""
9265 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9266 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9268 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9270 Example:
9271 """"""""
9273 .. code-block:: llvm
9275       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9276       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9277       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9279 .. _i_sext:
9281 '``sext .. to``' Instruction
9282 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9284 Syntax:
9285 """""""
9289       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9291 Overview:
9292 """""""""
9294 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9296 Arguments:
9297 """"""""""
9299 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9300 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9301 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9302 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9304 Semantics:
9305 """"""""""
9307 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9308 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9309 of the type ``ty2``.
9311 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9313 Example:
9314 """"""""
9316 .. code-block:: llvm
9318       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9319       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9320       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9322 '``fptrunc .. to``' Instruction
9323 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9325 Syntax:
9326 """""""
9330       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9332 Overview:
9333 """""""""
9335 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9337 Arguments:
9338 """"""""""
9340 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9341 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9342 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9343 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9345 Semantics:
9346 """"""""""
9348 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9349 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9350 <t_floating>` type.
9351 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9352 environment <floatenv>`.
9354 Example:
9355 """"""""
9357 .. code-block:: llvm
9359       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9360       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9362 '``fpext .. to``' Instruction
9363 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9365 Syntax:
9366 """""""
9370       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9372 Overview:
9373 """""""""
9375 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9376 value.
9378 Arguments:
9379 """"""""""
9381 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9382 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9383 to. The source type must be smaller than the destination type.
9385 Semantics:
9386 """"""""""
9388 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9389 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9390 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9391 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9392 *no-op cast* for a floating-point cast.
9394 Example:
9395 """"""""
9397 .. code-block:: llvm
9399       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9400       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9402 '``fptoui .. to``' Instruction
9403 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9405 Syntax:
9406 """""""
9410       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9412 Overview:
9413 """""""""
9415 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9416 integer equivalent of type ``ty2``.
9418 Arguments:
9419 """"""""""
9421 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9422 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9423 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9424 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9425 type with the same number of elements as ``ty``
9427 Semantics:
9428 """"""""""
9430 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9431 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9432 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9433 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9435 Example:
9436 """"""""
9438 .. code-block:: llvm
9440       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9441       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9442       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9444 '``fptosi .. to``' Instruction
9445 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9447 Syntax:
9448 """""""
9452       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9454 Overview:
9455 """""""""
9457 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9458 ``value`` to type ``ty2``.
9460 Arguments:
9461 """"""""""
9463 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9464 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9465 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9466 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9467 type with the same number of elements as ``ty``
9469 Semantics:
9470 """"""""""
9472 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9473 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9474 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9475 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9477 Example:
9478 """"""""
9480 .. code-block:: llvm
9482       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9483       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9484       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9486 '``uitofp .. to``' Instruction
9487 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9489 Syntax:
9490 """""""
9494       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9496 Overview:
9497 """""""""
9499 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9500 and converts that value to the ``ty2`` type.
9502 Arguments:
9503 """"""""""
9505 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9506 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9507 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9508 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9509 type with the same number of elements as ``ty``
9511 Semantics:
9512 """"""""""
9514 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9515 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9516 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9517 the default rounding mode.
9520 Example:
9521 """"""""
9523 .. code-block:: llvm
9525       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9526       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9528 '``sitofp .. to``' Instruction
9529 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9531 Syntax:
9532 """""""
9536       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9538 Overview:
9539 """""""""
9541 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9542 converts that value to the ``ty2`` type.
9544 Arguments:
9545 """"""""""
9547 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9548 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9549 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9550 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9551 type with the same number of elements as ``ty``
9553 Semantics:
9554 """"""""""
9556 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9557 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9558 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9559 mode.
9561 Example:
9562 """"""""
9564 .. code-block:: llvm
9566       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9567       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9569 .. _i_ptrtoint:
9571 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9572 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9574 Syntax:
9575 """""""
9579       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9581 Overview:
9582 """""""""
9584 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9585 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9587 Arguments:
9588 """"""""""
9590 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9591 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9592 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9593 a vector of integers type.
9595 Semantics:
9596 """"""""""
9598 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9599 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9600 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9601 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9602 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9603 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9604 change.
9606 Example:
9607 """"""""
9609 .. code-block:: llvm
9611       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9612       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9613       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9615 .. _i_inttoptr:
9617 '``inttoptr .. to``' Instruction
9618 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9620 Syntax:
9621 """""""
9625       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9627 Overview:
9628 """""""""
9630 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9631 pointer type, ``ty2``.
9633 Arguments:
9634 """"""""""
9636 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9637 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9638 type.
9640 Semantics:
9641 """"""""""
9643 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9644 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9645 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9646 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9647 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9648 nothing is done (*no-op cast*).
9650 Example:
9651 """"""""
9653 .. code-block:: llvm
9655       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9656       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9657       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9658       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9660 .. _i_bitcast:
9662 '``bitcast .. to``' Instruction
9663 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9665 Syntax:
9666 """""""
9670       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9672 Overview:
9673 """""""""
9675 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9676 changing any bits.
9678 Arguments:
9679 """"""""""
9681 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9682 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9683 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9684 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9685 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9686 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9687 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9688 long as they have the same size).
9690 Semantics:
9691 """"""""""
9693 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9694 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9695 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9696 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9697 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9698 pointers) types with the same address space through this instruction.
9699 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9700 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9702 Example:
9703 """"""""
9705 .. code-block:: text
9707       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9708       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9709       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9710       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9712 .. _i_addrspacecast:
9714 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9715 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9717 Syntax:
9718 """""""
9722       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9724 Overview:
9725 """""""""
9727 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9728 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9730 Arguments:
9731 """"""""""
9733 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9734 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9735 address space.
9737 Semantics:
9738 """"""""""
9740 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9741 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9742 value modification, depending on the target and the address space
9743 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9744 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9745 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9746 location.
9748 Example:
9749 """"""""
9751 .. code-block:: llvm
9753       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9754       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9755       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9757 .. _otherops:
9759 Other Operations
9760 ----------------
9762 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9763 which defy better classification.
9765 .. _i_icmp:
9767 '``icmp``' Instruction
9768 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9770 Syntax:
9771 """""""
9775       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9777 Overview:
9778 """""""""
9780 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9781 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9782 pointer, or pointer vector operands.
9784 Arguments:
9785 """"""""""
9787 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9788 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9789 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9791 #. ``eq``: equal
9792 #. ``ne``: not equal
9793 #. ``ugt``: unsigned greater than
9794 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9795 #. ``ult``: unsigned less than
9796 #. ``ule``: unsigned less or equal
9797 #. ``sgt``: signed greater than
9798 #. ``sge``: signed greater or equal
9799 #. ``slt``: signed less than
9800 #. ``sle``: signed less or equal
9802 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9803 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9804 must also be identical types.
9806 Semantics:
9807 """"""""""
9809 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9810 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9811 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9813 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9814    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9815 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9816    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9817 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9818    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9819 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9820    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9821 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9822    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9823 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9824    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9825 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9826    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9827 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9828    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9829 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9830    if ``op1`` is less than ``op2``.
9831 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9832    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9834 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9835 are compared as if they were integers.
9837 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9838 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9839 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9841 Example:
9842 """"""""
9844 .. code-block:: text
9846       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9847       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9848       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9849       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9850       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9851       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9853 .. _i_fcmp:
9855 '``fcmp``' Instruction
9856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9858 Syntax:
9859 """""""
9863       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9865 Overview:
9866 """""""""
9868 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9869 values based on comparison of its operands.
9871 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9872 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9874 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9875 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9876 compared.
9878 Arguments:
9879 """"""""""
9881 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9882 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9883 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9885 #. ``false``: no comparison, always returns false
9886 #. ``oeq``: ordered and equal
9887 #. ``ogt``: ordered and greater than
9888 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9889 #. ``olt``: ordered and less than
9890 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9891 #. ``one``: ordered and not equal
9892 #. ``ord``: ordered (no nans)
9893 #. ``ueq``: unordered or equal
9894 #. ``ugt``: unordered or greater than
9895 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
9896 #. ``ult``: unordered or less than
9897 #. ``ule``: unordered or less than or equal
9898 #. ``une``: unordered or not equal
9899 #. ``uno``: unordered (either nans)
9900 #. ``true``: no comparison, always returns true
9902 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
9903 that either operand may be a QNAN.
9905 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
9906 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
9907 They must have identical types.
9909 Semantics:
9910 """"""""""
9912 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
9913 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
9914 vectors are compared element by element. Each comparison performed
9915 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
9917 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
9918 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9919    is equal to ``op2``.
9920 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9921    is greater than ``op2``.
9922 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9923    is greater than or equal to ``op2``.
9924 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9925    is less than ``op2``.
9926 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9927    is less than or equal to ``op2``.
9928 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9929    is not equal to ``op2``.
9930 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
9931 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9932    equal to ``op2``.
9933 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9934    greater than ``op2``.
9935 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9936    greater than or equal to ``op2``.
9937 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9938    less than ``op2``.
9939 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9940    less than or equal to ``op2``.
9941 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9942    not equal to ``op2``.
9943 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
9944 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
9946 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
9947 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
9948 otherwise unsafe floating-point optimizations.
9950 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
9951 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
9952 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
9953 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
9955 Example:
9956 """"""""
9958 .. code-block:: text
9960       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
9961       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
9962       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
9963       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
9965 .. _i_phi:
9967 '``phi``' Instruction
9968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9970 Syntax:
9971 """""""
9975       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
9977 Overview:
9978 """""""""
9980 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
9981 graph representing the function.
9983 Arguments:
9984 """"""""""
9986 The type of the incoming values is specified with the first type field.
9987 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
9988 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
9989 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
9990 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
9991 label arguments.
9993 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
9994 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
9995 block.
9997 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
9998 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
9999 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
10000 instruction's return value on the same edge).
10002 Semantics:
10003 """"""""""
10005 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
10006 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
10007 executed just prior to the current block.
10009 Example:
10010 """"""""
10012 .. code-block:: llvm
10014     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
10015       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
10016       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
10017       br label %Loop
10019 .. _i_select:
10021 '``select``' Instruction
10022 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10024 Syntax:
10025 """""""
10029       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
10031       selty is either i1 or {<N x i1>}
10033 Overview:
10034 """""""""
10036 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
10037 condition, without IR-level branching.
10039 Arguments:
10040 """"""""""
10042 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
10043 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
10044 class <t_firstclass>` type.
10046 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
10047    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
10048    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10049    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
10051 Semantics:
10052 """"""""""
10054 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
10055 the first value argument; otherwise, it returns the second value
10056 argument.
10058 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
10059 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
10061 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
10062 same size, then an entire vector is selected.
10064 Example:
10065 """"""""
10067 .. code-block:: llvm
10069       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10071 .. _i_call:
10073 '``call``' Instruction
10074 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10076 Syntax:
10077 """""""
10081       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10082                  [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10084 Overview:
10085 """""""""
10087 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10089 Arguments:
10090 """"""""""
10092 This instruction requires several arguments:
10094 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10095    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10096    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10097    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10098    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10100    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10101       recursive cycle in the call graph.
10102    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10103       forwarded in place.
10104    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10105       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10106       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10107       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10108       if a void return type is in use.
10110    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10111    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10112    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10113    additional  rules:
10115    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10116      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10117    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10118      produced by the call or void.
10119    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10120      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10121      in address space.
10122    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10123    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10124      returned, and inalloca, must match.
10125    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10126      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10127      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10129    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10130    the following conditions are met:
10132    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
10133    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10134       uses value of call or is void).
10135    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
10136       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
10137    -  `Platform-specific constraints are
10138       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10140 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10141    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10142    call optimization from being performed on the call.
10144 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10145    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10146    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10147    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10149 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10150    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10151    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10152    calling convention of the call must match the calling convention of
10153    the target function, or else the behavior is undefined.
10154 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10155    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10156    are valid here.
10157 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10158    of the called function. If it is not specified, the program address space
10159    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10160 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10161    type of the return value. Functions that return no value are marked
10162    ``void``.
10163 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10164    argument types must match the types implied by this signature. This
10165    type can be omitted if the function is not varargs.
10166 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10167    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10168    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10169    to function value.
10170 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10171    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10172    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10173    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10174    extra arguments can be specified.
10175 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10176 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10178 Semantics:
10179 """"""""""
10181 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10182 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10183 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10184 flow continues with the instruction after the function call, and the
10185 return value of the function is bound to the result argument.
10187 Example:
10188 """"""""
10190 .. code-block:: llvm
10192       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10193       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10194       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10195       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10196       call void %foo(i8 97 signext)
10198       %struct.A = type { i32, i8 }
10199       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10200       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10201       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10202       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10203       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10205 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10206 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10207 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10208 This is something we'd like to change in the future to provide better
10209 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10211 .. _i_va_arg:
10213 '``va_arg``' Instruction
10214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10216 Syntax:
10217 """""""
10221       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10223 Overview:
10224 """""""""
10226 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10227 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10228 the ``va_arg`` macro in C.
10230 Arguments:
10231 """"""""""
10233 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10234 argument. It returns a value of the specified argument type and
10235 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10236 type of ``va_list`` is target specific.
10238 Semantics:
10239 """"""""""
10241 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10242 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10243 the next argument. For more information, see the variable argument
10244 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10246 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10247 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10248 function.
10250 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10251 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10253 Example:
10254 """"""""
10256 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10258 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10259 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10260 types on any target.
10262 .. _i_landingpad:
10264 '``landingpad``' Instruction
10265 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10267 Syntax:
10268 """""""
10272       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10273       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10275       <clause> := catch <type> <value>
10276       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10278 Overview:
10279 """""""""
10281 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10282 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10283 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10284 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10285 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10286 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10288 Arguments:
10289 """"""""""
10291 The optional
10292 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10294 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10295 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10296 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10297 clause takes an array constant as its argument. Use
10298 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10299 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10300 the ``cleanup`` flag.
10302 Semantics:
10303 """"""""""
10305 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10306 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10307 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10308 calling conventions, how the personality function results are
10309 represented in LLVM IR is target specific.
10311 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10312 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10313 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10314 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10315 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10316 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10317 unwinding continues further up the call stack.
10319 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10321 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10322    of an '``invoke``' instruction.
10323 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10324    first non-PHI instruction.
10325 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10326    pad block.
10327 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10328    '``landingpad``' instruction.
10330 Example:
10331 """"""""
10333 .. code-block:: llvm
10335       ;; A landing pad which can catch an integer.
10336       %res = landingpad { i8*, i32 }
10337                catch i8** @_ZTIi
10338       ;; A landing pad that is a cleanup.
10339       %res = landingpad { i8*, i32 }
10340                cleanup
10341       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10342       %res = landingpad { i8*, i32 }
10343                catch i8** @_ZTIi
10344                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10346 .. _i_catchpad:
10348 '``catchpad``' Instruction
10349 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10351 Syntax:
10352 """""""
10356       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10358 Overview:
10359 """""""""
10361 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10362 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10363 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10364 control to catch an exception.
10366 Arguments:
10367 """"""""""
10369 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10370 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10371 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10372 terminates in a ``catchswitch``.
10374 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10375 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10376 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10377 the exception.
10379 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10380 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10381 pads.
10383 Semantics:
10384 """"""""""
10386 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10387 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10388 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10389 entirely target and personality function-specific.
10391 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10392 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10394 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10395 instructions is described in the
10396 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10398 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10399 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10400 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10401 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10403 Example:
10404 """"""""
10406 .. code-block:: text
10408     dispatch:
10409       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10410       ;; A catch block which can catch an integer.
10411     handler0:
10412       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10414 .. _i_cleanuppad:
10416 '``cleanuppad``' Instruction
10417 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10419 Syntax:
10420 """""""
10424       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10426 Overview:
10427 """""""""
10429 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10430 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10431 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10432 transfer control to run cleanup actions.
10433 The ``args`` correspond to whatever additional
10434 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10435 execute the cleanup.
10436 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10437 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10438 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10439 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10440 this operand may be the token ``none``.
10442 Arguments:
10443 """"""""""
10445 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10446 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10448 Semantics:
10449 """"""""""
10451 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10452 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10453 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10454 As with calling conventions, how the personality function results are
10455 represented in LLVM IR is target specific.
10457 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10459 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10460    an exceptional instruction.
10461 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10462    first non-PHI instruction.
10463 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10464    cleanup block.
10465 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10466    '``cleanuppad``' instruction.
10468 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10469 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10470 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10471 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10473 Example:
10474 """"""""
10476 .. code-block:: text
10478       %tok = cleanuppad within %cs []
10480 .. _intrinsics:
10482 Intrinsic Functions
10483 ===================
10485 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10486 have well known names and semantics and are required to follow certain
10487 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10488 for the LLVM language that does not require changing all of the
10489 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10490 reader/writer, the parser, etc...).
10492 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10493 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10494 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10495 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10496 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10497 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10498 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10499 are added that they be documented here.
10501 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10502 represents a family of functions that perform the same operation but on
10503 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10504 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10505 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10506 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10507 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10508 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10509 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10510 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10511 argument or the result.
10513 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10514 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10515 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10516 whose type is matched against another type do not. For example, the
10517 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10518 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10519 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10520 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10521 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10522 type is matched against the return type, it does not require its own
10523 name suffix.
10525 For target developers who are defining intrinsics for back-end code
10526 generation, any intrinsic overloads based solely the distinction between
10527 integer or floating point types should not be relied upon for correct
10528 code generation. In such cases, the recommended approach for target
10529 maintainers when defining intrinsics is to create separate integer and
10530 FP intrinsics rather than rely on overloading. For example, if different
10531 codegen is required for ``llvm.target.foo(<4 x i32>)`` and
10532 ``llvm.target.foo(<4 x float>)`` then these should be split into
10533 different intrinsics.
10535 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10536 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10538 .. _int_varargs:
10540 Variable Argument Handling Intrinsics
10541 -------------------------------------
10543 Variable argument support is defined in LLVM with the
10544 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10545 functions. These functions are related to the similarly named macros
10546 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10548 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10549 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10550 does not define what this type is, so all transformations should be
10551 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10553 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10554 variable argument handling intrinsic functions are used.
10556 .. code-block:: llvm
10558     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10559     ; it is merely an i8*.
10560     %struct.va_list = type { i8* }
10562     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10563     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10565     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10566       ; Initialize variable argument processing
10567       %ap = alloca %struct.va_list
10568       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10569       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10571       ; Read a single integer argument
10572       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10574       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10575       %aq = alloca i8*
10576       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10577       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10578       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10580       ; Stop processing of arguments.
10581       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10582       ret i32 %tmp
10583     }
10585     declare void @llvm.va_start(i8*)
10586     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10587     declare void @llvm.va_end(i8*)
10589 .. _int_va_start:
10591 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10592 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10594 Syntax:
10595 """""""
10599       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10601 Overview:
10602 """""""""
10604 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10605 subsequent use by ``va_arg``.
10607 Arguments:
10608 """"""""""
10610 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10612 Semantics:
10613 """"""""""
10615 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10616 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10617 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10618 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10619 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10620 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10621 that out.
10623 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10624 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10626 Syntax:
10627 """""""
10631       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10633 Overview:
10634 """""""""
10636 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10637 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10639 Arguments:
10640 """"""""""
10642 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10644 Semantics:
10645 """"""""""
10647 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10648 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10649 element to which the argument points. Calls to
10650 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10651 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10652 ``llvm.va_end``.
10654 .. _int_va_copy:
10656 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10659 Syntax:
10660 """""""
10664       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10666 Overview:
10667 """""""""
10669 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10670 from the source argument list to the destination argument list.
10672 Arguments:
10673 """"""""""
10675 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10676 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10678 Semantics:
10679 """"""""""
10681 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10682 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10683 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10684 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10685 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10687 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10688 --------------------------------------
10690 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10691 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10692 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10693 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10695 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10696 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10697 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10698 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10699 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10700 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10702 Experimental Statepoint Intrinsics
10703 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10705 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10706 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10707 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10708 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10709 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10710 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10711 described in :doc:`Statepoints`.
10713 .. _int_gcroot:
10715 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10716 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10718 Syntax:
10719 """""""
10723       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10725 Overview:
10726 """""""""
10728 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10729 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10731 Arguments:
10732 """"""""""
10734 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10735 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10736 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10737 root.
10739 Semantics:
10740 """"""""""
10742 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10743 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10744 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10745 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10746 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10748 .. _int_gcread:
10750 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10751 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10753 Syntax:
10754 """""""
10758       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10760 Overview:
10761 """""""""
10763 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10764 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10765 barriers.
10767 Arguments:
10768 """"""""""
10770 The second argument is the address to read from, which should be an
10771 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10772 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10773 runtime (otherwise null).
10775 Semantics:
10776 """"""""""
10778 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10779 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10780 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10781 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10782 algorithm <gc>`.
10784 .. _int_gcwrite:
10786 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10787 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10789 Syntax:
10790 """""""
10794       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10796 Overview:
10797 """""""""
10799 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10800 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10801 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10803 Arguments:
10804 """"""""""
10806 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10807 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10808 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10809 object, Obj may be null.
10811 Semantics:
10812 """"""""""
10814 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10815 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10816 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10817 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10818 algorithm <gc>`.
10820 Code Generator Intrinsics
10821 -------------------------
10823 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10824 may only be implemented with code generator support.
10826 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10827 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10829 Syntax:
10830 """""""
10834       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10836 Overview:
10837 """""""""
10839 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10840 target-specific value indicating the return address of the current
10841 function or one of its callers.
10843 Arguments:
10844 """"""""""
10846 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10847 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10848 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10849 value.
10851 Semantics:
10852 """"""""""
10854 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10855 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10856 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10857 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10858 used for debugging purposes.
10860 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10861 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10862 of the obvious source-language caller.
10864 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10865 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10867 Syntax:
10868 """""""
10872       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10874 Overview:
10875 """""""""
10877 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10878 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10879 current function is stored.
10881 Semantics:
10882 """"""""""
10884 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10885 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10886 of the obvious source-language caller.
10888 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
10890 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
10891 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10893 Syntax:
10894 """""""
10898       declare i8* @llvm.sponentry()
10900 Overview:
10901 """""""""
10903 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
10904 the entry of the current function calling this intrinsic.
10906 Semantics:
10907 """"""""""
10909 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
10911 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
10912 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10914 Syntax:
10915 """""""
10919       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
10921 Overview:
10922 """""""""
10924 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
10925 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
10927 Arguments:
10928 """"""""""
10930 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10931 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
10932 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10933 value.
10935 Semantics:
10936 """"""""""
10938 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
10939 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
10940 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10941 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10942 used for debugging purposes.
10944 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10945 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10946 of the obvious source-language caller.
10948 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
10949 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10951 Syntax:
10952 """""""
10956       declare void @llvm.localescape(...)
10957       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
10959 Overview:
10960 """""""""
10962 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
10963 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
10964 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
10965 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
10967 Arguments:
10968 """"""""""
10970 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
10971 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
10972 once, and it can only do so from the entry block.
10974 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
10975 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
10976 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
10977 other modules.
10979 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
10980 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
10981 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
10982 pointer in platform-specific ways.
10984 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
10985 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
10987 Semantics:
10988 """"""""""
10990 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
10991 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
10992 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
10993 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
10994 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
10995 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
10996 '``llvm.localrecover``'.
10998 .. _int_read_register:
10999 .. _int_write_register:
11001 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
11002 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11004 Syntax:
11005 """""""
11009       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
11010       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
11011       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
11012       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
11013       !0 = !{!"sp\00"}
11015 Overview:
11016 """""""""
11018 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
11019 provides access to the named register. The register must be valid on
11020 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
11021 with the register being read.
11023 Semantics:
11024 """"""""""
11026 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
11027 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
11028 the current value of the register, where possible.
11030 This is useful to implement named register global variables that need
11031 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
11032 bare-metal programs including OS kernels.
11034 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
11035 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
11036 allocatable registers are not supported.
11038 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
11039 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
11040 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
11041 registers.
11043 .. _int_stacksave:
11045 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
11046 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11048 Syntax:
11049 """""""
11053       declare i8* @llvm.stacksave()
11055 Overview:
11056 """""""""
11058 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
11059 of the function stack, for use with
11060 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
11061 implementing language features like scoped automatic variable sized
11062 arrays in C99.
11064 Semantics:
11065 """"""""""
11067 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
11068 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
11069 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
11070 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
11071 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
11072 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
11073 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
11075 .. _int_stackrestore:
11077 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11078 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11080 Syntax:
11081 """""""
11085       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11087 Overview:
11088 """""""""
11090 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11091 the function stack to the state it was in when the corresponding
11092 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11093 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11094 sized arrays in C99.
11096 Semantics:
11097 """"""""""
11099 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11101 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11103 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11104 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11106 Syntax:
11107 """""""
11111       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11112       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11114 Overview:
11115 """""""""
11117       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11118       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11119       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11120       intendend for use in combination with
11121       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11122       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11123       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11125 Semantics:
11126 """"""""""
11128       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11129       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11130       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11131       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11132       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11133       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11134       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11136       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11137       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11138       compile-time-known constant value.
11140       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11141       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11143 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11144 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11146 Syntax:
11147 """""""
11151       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11153 Overview:
11154 """""""""
11156 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11157 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11158 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11159 its performance characteristics.
11161 Arguments:
11162 """"""""""
11164 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11165 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11166 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11167 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11168 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11169 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11170 arguments must be constant integers.
11172 Semantics:
11173 """"""""""
11175 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11176 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11177 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11178 the processor cache for better performance.
11180 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11181 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11183 Syntax:
11184 """""""
11188       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11190 Overview:
11191 """""""""
11193 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11194 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11195 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11196 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11197 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11198 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11199 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11200 allow correlations of simulation runs.
11202 Arguments:
11203 """"""""""
11205 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11207 Semantics:
11208 """"""""""
11210 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11211 that do not support this intrinsic may ignore it.
11213 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11216 Syntax:
11217 """""""
11221       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11223 Overview:
11224 """""""""
11226 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11227 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11228 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11229 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11230 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11231 timings.
11233 Semantics:
11234 """"""""""
11236 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11237 memory. Implementations are allowed to either return a application
11238 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11239 is lowered to a constant 0.
11241 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11242 running at and the host platform.
11244 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11245 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11247 Syntax:
11248 """""""
11252       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11254 Overview:
11255 """""""""
11257 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11258 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11259 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11260 flushes the instruction cache.
11262 Semantics:
11263 """"""""""
11265 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11266 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11267 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11268 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11269 privileges.
11271 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11272 time library.
11274 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11275 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11277 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11278 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11280 Syntax:
11281 """""""
11285       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11286                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11288 Overview:
11289 """""""""
11291 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11292 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11293 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11294 program at runtime.
11296 Arguments:
11297 """"""""""
11299 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11300 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11301 (mangled) function name for a set of counters.
11303 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11304 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11305 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11306 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11307 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11309 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11310 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11312 Semantics:
11313 """"""""""
11315 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11316 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11317 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11318 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11319 the ``llvm-profdata`` tool.
11321 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11322 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11324 Syntax:
11325 """""""
11329       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11330                                                   i32 <num-counters>,
11331                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11333 Overview:
11334 """""""""
11336 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11337 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11338 argument to specify the step of the increment.
11340 Arguments:
11341 """"""""""
11342 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11343 intrinsic.
11345 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11347 Semantics:
11348 """"""""""
11349 See description of '``llvm.instrprof.increment``' instrinsic.
11352 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11353 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11355 Syntax:
11356 """""""
11360       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11361                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11362                                                  i32 <index>)
11364 Overview:
11365 """""""""
11367 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11368 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11369 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11370 instrumented expressions take in a program at runtime.
11372 Arguments:
11373 """"""""""
11375 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11376 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11377 (mangled) function name for a set of counters.
11379 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11380 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11381 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11382 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11384 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11385 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11386 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11387 supported value profiling kinds are enumerated through the
11388 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11389 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11390 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11392 Semantics:
11393 """"""""""
11395 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11396 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11397 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11398 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11399 runtime library with proper arguments.
11401 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11402 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11404 Syntax:
11405 """""""
11409       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11411 Overview:
11412 """""""""
11414 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11415 pointer.
11417 Semantics:
11418 """"""""""
11420 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11421 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11422 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11423 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11424 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11425 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11426 this intrinsic.
11428 Standard C Library Intrinsics
11429 -----------------------------
11431 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11432 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11433 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11434 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11436 .. _int_memcpy:
11438 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11439 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11441 Syntax:
11442 """""""
11444 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11445 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11446 support all bit widths however.
11450       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11451                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11452       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11453                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11455 Overview:
11456 """""""""
11458 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11459 source location to the destination location.
11461 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11462 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11463 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11465 Arguments:
11466 """"""""""
11468 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11469 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11470 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11471 boolean indicating a volatile access.
11473 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11474 for the first and second arguments.
11476 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11477 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11478 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11480 Semantics:
11481 """"""""""
11483 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11484 source location to the destination location, which are not allowed to
11485 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11486 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11487 the argument.
11489 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11490 be appropriately aligned.
11492 .. _int_memmove:
11494 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11495 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11497 Syntax:
11498 """""""
11500 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11501 bit width and for different address space. Not all targets support all
11502 bit widths however.
11506       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11507                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11508       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11509                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11511 Overview:
11512 """""""""
11514 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11515 source location to the destination location. It is similar to the
11516 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11517 overlap.
11519 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11520 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11521 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11523 Arguments:
11524 """"""""""
11526 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11527 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11528 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11529 boolean indicating a volatile access.
11531 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11532 for the first and second arguments.
11534 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11535 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11536 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11538 Semantics:
11539 """"""""""
11541 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11542 source location to the destination location, which may overlap. It
11543 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11544 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11545 the argument.
11547 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11548 be appropriately aligned.
11550 .. _int_memset:
11552 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11555 Syntax:
11556 """""""
11558 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11559 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11560 support all bit widths.
11564       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11565                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11566       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11567                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11569 Overview:
11570 """""""""
11572 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11573 particular byte value.
11575 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11576 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11577 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11579 Arguments:
11580 """"""""""
11582 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11583 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11584 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11585 is a boolean indicating a volatile access.
11587 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11588 for the first arguments.
11590 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11591 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11592 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11594 Semantics:
11595 """"""""""
11597 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11598 at the destination location. If the argument is known to be
11599 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11600 the argument.
11602 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11603 be appropriately aligned.
11605 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11606 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11608 Syntax:
11609 """""""
11611 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11612 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11613 all types however.
11617       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11618       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11619       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11620       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11621       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11623 Overview:
11624 """""""""
11626 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11628 Arguments:
11629 """"""""""
11631 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11633 Semantics:
11634 """"""""""
11636 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11637 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11638 matches a conforming libm implementation.
11640 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11641 using a less accurate calculation.
11643 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11644 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11646 Syntax:
11647 """""""
11649 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11650 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11651 all types however.
11655       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11656       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11657       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11658       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11659       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11661 Overview:
11662 """""""""
11664 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11665 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11666 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11667 used, the second argument remains a scalar integer value.
11669 Arguments:
11670 """"""""""
11672 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11673 raise to that power.
11675 Semantics:
11676 """"""""""
11678 This function returns the first value raised to the second power with an
11679 unspecified sequence of rounding operations.
11681 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11682 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11684 Syntax:
11685 """""""
11687 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11688 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11689 all types however.
11693       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11694       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11695       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11696       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11697       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11699 Overview:
11700 """""""""
11702 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11704 Arguments:
11705 """"""""""
11707 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11709 Semantics:
11710 """"""""""
11712 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11713 trapping or setting ``errno``.
11715 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11716 using a less accurate calculation.
11718 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11719 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11721 Syntax:
11722 """""""
11724 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11725 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11726 all types however.
11730       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11731       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11732       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11733       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11734       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11736 Overview:
11737 """""""""
11739 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11741 Arguments:
11742 """"""""""
11744 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11746 Semantics:
11747 """"""""""
11749 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11750 trapping or setting ``errno``.
11752 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11753 using a less accurate calculation.
11755 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11756 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11758 Syntax:
11759 """""""
11761 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11762 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11763 all types however.
11767       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11768       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11769       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11770       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11771       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11773 Overview:
11774 """""""""
11776 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11777 specified (positive or negative) power.
11779 Arguments:
11780 """"""""""
11782 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11784 Semantics:
11785 """"""""""
11787 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11788 trapping or setting ``errno``.
11790 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11791 using a less accurate calculation.
11793 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11794 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11796 Syntax:
11797 """""""
11799 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11800 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11801 all types however.
11805       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11806       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11807       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11808       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11809       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11811 Overview:
11812 """""""""
11814 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11815 value.
11817 Arguments:
11818 """"""""""
11820 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11822 Semantics:
11823 """"""""""
11825 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11826 trapping or setting ``errno``.
11828 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11829 using a less accurate calculation.
11831 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11832 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11834 Syntax:
11835 """""""
11837 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11838 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11839 all types however.
11843       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11844       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11845       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11846       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11847       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11849 Overview:
11850 """""""""
11852 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11853 specified value.
11855 Arguments:
11856 """"""""""
11858 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11860 Semantics:
11861 """"""""""
11863 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11864 trapping or setting ``errno``.
11866 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11867 using a less accurate calculation.
11869 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11870 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11872 Syntax:
11873 """""""
11875 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11876 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11877 all types however.
11881       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11882       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11883       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11884       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11885       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11887 Overview:
11888 """""""""
11890 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
11891 value.
11893 Arguments:
11894 """"""""""
11896 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11898 Semantics:
11899 """"""""""
11901 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
11902 trapping or setting ``errno``.
11904 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11905 using a less accurate calculation.
11907 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
11908 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11910 Syntax:
11911 """""""
11913 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
11914 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11915 all types however.
11919       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
11920       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
11921       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
11922       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
11923       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11925 Overview:
11926 """""""""
11928 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
11929 specified value.
11931 Arguments:
11932 """"""""""
11934 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11936 Semantics:
11937 """"""""""
11939 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
11940 trapping or setting ``errno``.
11942 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11943 using a less accurate calculation.
11945 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
11946 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11948 Syntax:
11949 """""""
11951 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
11952 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11953 all types however.
11957       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
11958       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
11959       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
11960       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
11961       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11963 Overview:
11964 """""""""
11966 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
11967 value.
11969 Arguments:
11970 """"""""""
11972 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11974 Semantics:
11975 """"""""""
11977 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
11978 trapping or setting ``errno``.
11980 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11981 using a less accurate calculation.
11983 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
11984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11986 Syntax:
11987 """""""
11989 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
11990 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11991 all types however.
11995       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
11996       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
11997       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
11998       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
11999       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
12001 Overview:
12002 """""""""
12004 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
12006 Arguments:
12007 """"""""""
12009 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
12011 Semantics:
12012 """"""""""
12014 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
12015 trapping or setting ``errno``.
12017 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
12018 using a less accurate calculation.
12020 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
12021 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12023 Syntax:
12024 """""""
12026 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
12027 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12028 all types however.
12032       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
12033       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
12034       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
12035       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
12036       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
12038 Overview:
12039 """""""""
12041 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
12042 operand.
12044 Arguments:
12045 """"""""""
12047 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12048 type.
12050 Semantics:
12051 """"""""""
12053 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
12054 would, and handles error conditions in the same way.
12056 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
12057 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12059 Syntax:
12060 """""""
12062 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
12063 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12064 all types however.
12068       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
12069       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12070       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12071       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12072       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12074 Overview:
12075 """""""""
12077 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12078 arguments.
12081 Arguments:
12082 """"""""""
12084 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12085 type.
12087 Semantics:
12088 """"""""""
12090 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12091 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12093 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12094 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12095 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12096 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12097 return either -0.0 or 0.0.
12099 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12100 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12101 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12102 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12103 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12104 ``llvm.canonicalize``).
12107 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12108 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12110 Syntax:
12111 """""""
12113 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12114 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12115 all types however.
12119       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12120       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12121       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12122       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12123       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12125 Overview:
12126 """""""""
12128 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12129 arguments.
12132 Arguments:
12133 """"""""""
12135 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12136 type.
12138 Semantics:
12139 """"""""""
12140 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12141 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12143 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12144 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12145 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12146 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12147 return either -0.0 or 0.0.
12149 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12150 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12151 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12152 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12153 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12154 ``llvm.canonicalize``).
12156 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12157 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12159 Syntax:
12160 """""""
12162 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12163 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12164 all types however.
12168       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12169       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12170       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12171       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12172       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12174 Overview:
12175 """""""""
12177 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12178 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12181 Arguments:
12182 """"""""""
12184 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12185 type.
12187 Semantics:
12188 """"""""""
12189 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12190 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12191 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12192 IEEE 754-2018.
12194 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12195 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12197 Syntax:
12198 """""""
12200 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12201 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12202 all types however.
12206       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12207       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12208       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12209       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12210       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12212 Overview:
12213 """""""""
12215 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12216 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12219 Arguments:
12220 """"""""""
12222 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12223 type.
12225 Semantics:
12226 """"""""""
12227 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12228 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12229 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12230 IEEE 754-2018.
12232 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12233 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12235 Syntax:
12236 """""""
12238 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12239 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12240 all types however.
12244       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12245       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12246       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12247       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12248       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12250 Overview:
12251 """""""""
12253 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12254 first operand and the sign of the second operand.
12256 Arguments:
12257 """"""""""
12259 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12260 type.
12262 Semantics:
12263 """"""""""
12265 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12266 functions would, and handles error conditions in the same way.
12268 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12269 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12271 Syntax:
12272 """""""
12274 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12275 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12276 all types however.
12280       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12281       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12282       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12283       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12284       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12286 Overview:
12287 """""""""
12289 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12291 Arguments:
12292 """"""""""
12294 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12295 type.
12297 Semantics:
12298 """"""""""
12300 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12301 would, and handles error conditions in the same way.
12303 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12304 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12306 Syntax:
12307 """""""
12309 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12310 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12311 all types however.
12315       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12316       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12317       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12318       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12319       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12321 Overview:
12322 """""""""
12324 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12326 Arguments:
12327 """"""""""
12329 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12330 type.
12332 Semantics:
12333 """"""""""
12335 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12336 would, and handles error conditions in the same way.
12338 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12339 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12341 Syntax:
12342 """""""
12344 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12345 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12346 all types however.
12350       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12351       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12352       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12353       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12354       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12356 Overview:
12357 """""""""
12359 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12360 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12362 Arguments:
12363 """"""""""
12365 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12366 type.
12368 Semantics:
12369 """"""""""
12371 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12372 would, and handles error conditions in the same way.
12374 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12375 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12377 Syntax:
12378 """""""
12380 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12381 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12382 all types however.
12386       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12387       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12388       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12389       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12390       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12392 Overview:
12393 """""""""
12395 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12396 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12397 operand isn't an integer.
12399 Arguments:
12400 """"""""""
12402 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12403 type.
12405 Semantics:
12406 """"""""""
12408 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12409 would, and handles error conditions in the same way.
12411 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12412 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12414 Syntax:
12415 """""""
12417 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12418 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12419 all types however.
12423       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12424       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12425       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12426       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12427       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12429 Overview:
12430 """""""""
12432 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12433 nearest integer.
12435 Arguments:
12436 """"""""""
12438 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12439 type.
12441 Semantics:
12442 """"""""""
12444 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12445 functions would, and handles error conditions in the same way.
12447 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12448 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12450 Syntax:
12451 """""""
12453 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12454 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12455 all types however.
12459       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12460       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12461       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12462       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12463       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12465 Overview:
12466 """""""""
12468 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12469 nearest integer.
12471 Arguments:
12472 """"""""""
12474 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12475 type.
12477 Semantics:
12478 """"""""""
12480 This function returns the same values as the libm ``round``
12481 functions would, and handles error conditions in the same way.
12483 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12484 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12486 Syntax:
12487 """""""
12489 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12490 floating-point type. Not all targets support all types however.
12494       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12495       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12496       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12497       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12498       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12500       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12501       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12502       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12503       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12504       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12506 Overview:
12507 """""""""
12509 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12510 nearest integer.
12512 Arguments:
12513 """"""""""
12515 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12517 Semantics:
12518 """"""""""
12520 This function returns the same values as the libm ``lround``
12521 functions would, but without setting errno.
12523 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12524 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12526 Syntax:
12527 """""""
12529 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12530 floating-point type. Not all targets support all types however.
12534       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12535       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12536       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12537       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12538       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12540 Overview:
12541 """""""""
12543 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12544 nearest integer.
12546 Arguments:
12547 """"""""""
12549 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12551 Semantics:
12552 """"""""""
12554 This function returns the same values as the libm ``llround``
12555 functions would, but without setting errno.
12557 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12558 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12560 Syntax:
12561 """""""
12563 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12564 floating-point type. Not all targets support all types however.
12568       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12569       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12570       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12571       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12572       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12574       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12575       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12576       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12577       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12578       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12580 Overview:
12581 """""""""
12583 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12584 nearest integer.
12586 Arguments:
12587 """"""""""
12589 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12591 Semantics:
12592 """"""""""
12594 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12595 functions would, but without setting errno.
12597 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12598 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12600 Syntax:
12601 """""""
12603 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12604 floating-point type. Not all targets support all types however.
12608       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12609       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12610       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12611       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12612       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12614 Overview:
12615 """""""""
12617 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12618 nearest integer.
12620 Arguments:
12621 """"""""""
12623 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12625 Semantics:
12626 """"""""""
12628 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12629 functions would, but without setting errno.
12631 Bit Manipulation Intrinsics
12632 ---------------------------
12634 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12635 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12637 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12638 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12640 Syntax:
12641 """""""
12643 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12644 integer type.
12648       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12649       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12650       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12651       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12653 Overview:
12654 """""""""
12656 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12657 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12658 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12660 Semantics:
12661 """"""""""
12663 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12664 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12665 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12666 basis and the element order is not affected.
12668 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12669 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12671 Syntax:
12672 """""""
12674 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12675 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12679       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12680       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12681       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12682       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12684 Overview:
12685 """""""""
12687 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12688 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12689 multiple of 16 bits).
12691 Semantics:
12692 """"""""""
12694 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12695 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12696 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12697 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12698 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12699 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12700 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12701 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12702 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12704 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12705 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12707 Syntax:
12708 """""""
12710 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12711 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12712 support all bit widths or vector types, however.
12716       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12717       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12718       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12719       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12720       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12721       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12723 Overview:
12724 """""""""
12726 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12727 in a value.
12729 Arguments:
12730 """"""""""
12732 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12733 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12734 match the argument type.
12736 Semantics:
12737 """"""""""
12739 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12740 each element of a vector.
12742 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12743 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12745 Syntax:
12746 """""""
12748 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12749 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12750 targets support all bit widths or vector types, however.
12754       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12755       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12756       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12757       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12758       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12759       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12761 Overview:
12762 """""""""
12764 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12765 leading zeros in a variable.
12767 Arguments:
12768 """"""""""
12770 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12771 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12772 type must match the first argument type.
12774 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12775 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12776 defined result. Historically some architectures did not provide a
12777 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12778 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12780 Semantics:
12781 """"""""""
12783 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12784 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12785 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12786 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12787 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12789 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12790 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12792 Syntax:
12793 """""""
12795 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12796 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12797 support all bit widths or vector types, however.
12801       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12802       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12803       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12804       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12805       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12806       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12808 Overview:
12809 """""""""
12811 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12812 trailing zeros.
12814 Arguments:
12815 """"""""""
12817 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12818 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12819 type must match the first argument type.
12821 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12822 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12823 defined result. Historically some architectures did not provide a
12824 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12825 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12827 Semantics:
12828 """"""""""
12830 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12831 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12832 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12833 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12834 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12836 .. _int_overflow:
12838 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12839 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12841 Syntax:
12842 """""""
12844 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12845 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12846 support all bit widths or vector types, however.
12850       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12851       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12852       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12854 Overview:
12855 """""""""
12857 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12858 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12859 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12860 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12861 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12862 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12863 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12864 modulo the element size of the arguments.
12866 Arguments:
12867 """"""""""
12869 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12870 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12871 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12872 have the same type.
12874 Example:
12875 """"""""
12877 .. code-block:: text
12879       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12880       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12881       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12882       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12884 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12885 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12887 Syntax:
12888 """""""
12890 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
12891 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12892 support all bit widths or vector types, however.
12896       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12897       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12898       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12900 Overview:
12901 """""""""
12903 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
12904 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12905 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
12906 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12907 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12908 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
12909 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12910 modulo the element size of the arguments.
12912 Arguments:
12913 """"""""""
12915 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12916 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12917 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12918 have the same type.
12920 Example:
12921 """"""""
12923 .. code-block:: text
12925       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
12926       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
12927       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
12928       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
12930 Arithmetic with Overflow Intrinsics
12931 -----------------------------------
12933 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
12935 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
12936 element of this struct contains the result of the corresponding
12937 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
12938 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
12939 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
12940 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
12941 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
12943 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
12944 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
12945 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
12946 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
12947 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
12948 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
12949 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
12951 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
12952 values.
12954 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
12955 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12957 Syntax:
12958 """""""
12960 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
12961 on any integer bit width or vectors of integers.
12965       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12966       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12967       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12968       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12970 Overview:
12971 """""""""
12973 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12974 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
12975 occurred during the signed summation.
12977 Arguments:
12978 """"""""""
12980 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12981 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12982 bit width. The second element of the result structure must be of type
12983 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
12984 addition.
12986 Semantics:
12987 """"""""""
12989 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12990 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
12991 first element of which is the signed summation, and the second element
12992 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
12993 overflow.
12995 Examples:
12996 """""""""
12998 .. code-block:: llvm
13000       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13001       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13002       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13003       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13005 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
13006 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13008 Syntax:
13009 """""""
13011 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
13012 on any integer bit width or vectors of integers.
13016       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13017       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13018       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13019       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13021 Overview:
13022 """""""""
13024 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13025 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
13026 occurred during the unsigned summation.
13028 Arguments:
13029 """"""""""
13031 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13032 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13033 bit width. The second element of the result structure must be of type
13034 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13035 addition.
13037 Semantics:
13038 """"""""""
13040 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13041 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
13042 first element of which is the sum, and the second element of which is a
13043 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
13045 Examples:
13046 """""""""
13048 .. code-block:: llvm
13050       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13051       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13052       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13053       br i1 %obit, label %carry, label %normal
13055 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
13056 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13058 Syntax:
13059 """""""
13061 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
13062 on any integer bit width or vectors of integers.
13066       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13067       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13068       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13069       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13071 Overview:
13072 """""""""
13074 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13075 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13076 overflow occurred during the signed subtraction.
13078 Arguments:
13079 """"""""""
13081 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13082 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13083 bit width. The second element of the result structure must be of type
13084 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13085 subtraction.
13087 Semantics:
13088 """"""""""
13090 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13091 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13092 first element of which is the subtraction, and the second element of
13093 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13094 overflow.
13096 Examples:
13097 """""""""
13099 .. code-block:: llvm
13101       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13102       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13103       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13104       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13106 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13107 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13109 Syntax:
13110 """""""
13112 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13113 on any integer bit width or vectors of integers.
13117       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13118       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13119       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13120       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13122 Overview:
13123 """""""""
13125 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13126 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13127 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13129 Arguments:
13130 """"""""""
13132 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13133 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13134 bit width. The second element of the result structure must be of type
13135 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13136 subtraction.
13138 Semantics:
13139 """"""""""
13141 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13142 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13143 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13144 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13145 overflow.
13147 Examples:
13148 """""""""
13150 .. code-block:: llvm
13152       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13153       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13154       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13155       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13157 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13158 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13160 Syntax:
13161 """""""
13163 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13164 on any integer bit width or vectors of integers.
13168       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13169       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13170       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13171       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13173 Overview:
13174 """""""""
13176 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13177 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13178 overflow occurred during the signed multiplication.
13180 Arguments:
13181 """"""""""
13183 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13184 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13185 bit width. The second element of the result structure must be of type
13186 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13187 multiplication.
13189 Semantics:
13190 """"""""""
13192 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13193 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13194 the first element of which is the multiplication, and the second element
13195 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13196 overflow.
13198 Examples:
13199 """""""""
13201 .. code-block:: llvm
13203       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13204       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13205       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13206       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13208 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13209 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13211 Syntax:
13212 """""""
13214 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13215 on any integer bit width or vectors of integers.
13219       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13220       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13221       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13222       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13224 Overview:
13225 """""""""
13227 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13228 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13229 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13231 Arguments:
13232 """"""""""
13234 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13235 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13236 bit width. The second element of the result structure must be of type
13237 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13238 multiplication.
13240 Semantics:
13241 """"""""""
13243 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13244 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13245 the first element of which is the multiplication, and the second
13246 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13247 resulted in an overflow.
13249 Examples:
13250 """""""""
13252 .. code-block:: llvm
13254       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13255       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13256       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13257       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13259 Saturation Arithmetic Intrinsics
13260 ---------------------------------
13262 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13263 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13264 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13265 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13266 minimum.
13269 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13272 Syntax
13273 """""""
13275 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13276 on any integer bit width or vectors of integers.
13280       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13281       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13282       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13283       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13285 Overview
13286 """""""""
13288 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13289 saturation addition on the 2 arguments.
13291 Arguments
13292 """"""""""
13294 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13295 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13296 values that will undergo signed addition.
13298 Semantics:
13299 """"""""""
13301 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13302 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13303 smallest signed value representable by this bit width.
13306 Examples
13307 """""""""
13309 .. code-block:: llvm
13311       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13312       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13313       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13314       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13317 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13318 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13320 Syntax
13321 """""""
13323 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13324 on any integer bit width or vectors of integers.
13328       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13329       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13330       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13331       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13333 Overview
13334 """""""""
13336 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13337 saturation addition on the 2 arguments.
13339 Arguments
13340 """"""""""
13342 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13343 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13344 values that will undergo unsigned addition.
13346 Semantics:
13347 """"""""""
13349 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13350 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13351 operation, the result will never saturate towards zero.
13354 Examples
13355 """""""""
13357 .. code-block:: llvm
13359       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13360       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13361       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13364 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13367 Syntax
13368 """""""
13370 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13371 on any integer bit width or vectors of integers.
13375       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13376       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13377       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13378       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13380 Overview
13381 """""""""
13383 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13384 saturation subtraction on the 2 arguments.
13386 Arguments
13387 """"""""""
13389 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13390 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13391 values that will undergo signed subtraction.
13393 Semantics:
13394 """"""""""
13396 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13397 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13398 smallest signed value representable by this bit width.
13401 Examples
13402 """""""""
13404 .. code-block:: llvm
13406       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13407       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13408       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13409       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13412 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13413 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13415 Syntax
13416 """""""
13418 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13419 on any integer bit width or vectors of integers.
13423       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13424       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13425       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13426       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13428 Overview
13429 """""""""
13431 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13432 saturation subtraction on the 2 arguments.
13434 Arguments
13435 """"""""""
13437 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13438 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13439 values that will undergo unsigned subtraction.
13441 Semantics:
13442 """"""""""
13444 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13445 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13446 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13447 the largest possible value representable by this bit width.
13450 Examples
13451 """""""""
13453 .. code-block:: llvm
13455       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13456       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13459 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13460 ---------------------------------
13462 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13463 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13464 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13465 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13466 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13467 of the same scale, specified as the third argument.
13469 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13470 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13471 multplication can be represented as
13474         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13476         ; Expands to
13477         %a2 = sext i4 %a to i8
13478         %b2 = sext i4 %b to i8
13479         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13480         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13481         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13482         %result = trunc i8 %r to i4
13484 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13485 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13486 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13487 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13488 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13489 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13490 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13491 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13492 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13493 be less than 1/2^(scale).
13496 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13497 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13499 Syntax
13500 """""""
13502 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13503 on any integer bit width or vectors of integers.
13507       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13508       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13509       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13510       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13512 Overview
13513 """""""""
13515 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13516 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13518 Arguments
13519 """"""""""
13521 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13522 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13523 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13524 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13525 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13526 integer.
13528 Semantics:
13529 """"""""""
13531 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13532 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13533 in the third argument.
13535 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13536 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13537 direction is unspecified.
13539 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13540 the fixed point type.
13543 Examples
13544 """""""""
13546 .. code-block:: llvm
13548       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13549       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13550       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13552       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13553       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13556 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13557 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13559 Syntax
13560 """""""
13562 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13563 on any integer bit width or vectors of integers.
13567       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13568       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13569       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13570       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13572 Overview
13573 """""""""
13575 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13576 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13578 Arguments
13579 """"""""""
13581 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13582 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13583 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13584 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13585 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13586 integer.
13588 Semantics:
13589 """"""""""
13591 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13592 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13593 in the third argument.
13595 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13596 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13597 direction is unspecified.
13599 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13600 the fixed point type.
13603 Examples
13604 """""""""
13606 .. code-block:: llvm
13608       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13609       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13611       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13612       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13615 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13616 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13618 Syntax
13619 """""""
13621 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13622 on any integer bit width or vectors of integers.
13626       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13627       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13628       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13629       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13631 Overview
13632 """""""""
13634 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13635 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13637 Arguments
13638 """"""""""
13640 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13641 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13642 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13643 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13644 integer.
13646 Semantics:
13647 """"""""""
13649 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13650 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13651 in the third argument.
13653 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13654 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13655 direction is unspecified.
13657 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13658 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13659 smallest signed value representable by this bit width.
13662 Examples
13663 """""""""
13665 .. code-block:: llvm
13667       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13668       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13669       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13671       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13672       %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)
13674       ; Saturation
13675       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13676       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 2)  ; %res = 7
13677       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 2, i32 2)  ; %res = -8
13678       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 2)  ; %res = 7
13680       ; Scale can affect the saturation result
13681       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13682       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13685 Specialised Arithmetic Intrinsics
13686 ---------------------------------
13688 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13691 Syntax:
13692 """""""
13696       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13697       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13699 Overview:
13700 """""""""
13702 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13703 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13704 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13705 defined by IEEE-754-2008 to be:
13709       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13710       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13711       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13713 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13714 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13715 according to section 6.2.
13717 Examples of non-canonical encodings:
13719 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13720   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13721 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13722   encodings.
13723 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13724   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13725   a zero of the same sign by this operation.
13727 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13728 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13729 quiet NaN result.
13731 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13732 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13733 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13734 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13736 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13738 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13739 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13740   to ``(x == y)``
13742 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13743 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13745 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13746 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13747 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13748 usual methods.
13750 The canonicalization operation may be optimized away if:
13752 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13753   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13754 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13755   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13757 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13758 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13760 Syntax:
13761 """""""
13765       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13766       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13768 Overview:
13769 """""""""
13771 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13772 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13773 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13774 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13775 and add instructions.
13777 Arguments:
13778 """"""""""
13780 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13781 multiplicands, a and b, and an addend c.
13783 Semantics:
13784 """"""""""
13786 The expression:
13790       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13792 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
13793 not be performed between the multiplication and addition steps if the
13794 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
13795 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
13796 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
13797 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13799 Examples:
13800 """""""""
13802 .. code-block:: llvm
13804       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13807 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13808 ----------------------------------------
13810 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13811 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13812 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13813 scalar result of the same element type.
13816 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13817 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13819 Syntax:
13820 """""""
13824       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v4i32(<4 x i32> %a)
13825       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.v2i64(<2 x i64> %a)
13827 Overview:
13828 """""""""
13830 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
13831 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13832 the element-type of the vector input.
13834 Arguments:
13835 """"""""""
13836 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13838 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' Intrinsic
13839 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13841 Syntax:
13842 """""""
13846       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
13847       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
13849 Overview:
13850 """""""""
13852 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
13853 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13854 matches the element-type of the vector input.
13856 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
13857 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
13858 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
13859 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13862 Arguments:
13863 """"""""""
13864 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
13865 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
13866 The second argument must be a vector of floating-point values.
13868 Examples:
13869 """""""""
13873       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float 0.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
13874       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fadd.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13877 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
13878 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13880 Syntax:
13881 """""""
13885       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v4i32(<4 x i32> %a)
13886       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.v2i64(<2 x i64> %a)
13888 Overview:
13889 """""""""
13891 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
13892 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13893 the element-type of the vector input.
13895 Arguments:
13896 """"""""""
13897 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13899 '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' Intrinsic
13900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13902 Syntax:
13903 """""""
13907       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %a)
13908       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f64.v2f64(double %start_value, <2 x double> %a)
13910 Overview:
13911 """""""""
13913 The '``llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
13914 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13915 matches the element-type of the vector input.
13917 If the intrinsic call has the 'reassoc' or 'fast' flags set, then the
13918 reduction will not preserve the associativity of an equivalent scalarized
13919 counterpart. Otherwise the reduction will be *ordered*, thus implying that
13920 the operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13923 Arguments:
13924 """"""""""
13925 The first argument to this intrinsic is a scalar start value for the reduction.
13926 The type of the start value matches the element-type of the vector input.
13927 The second argument must be a vector of floating-point values.
13929 Examples:
13930 """""""""
13934       %unord = call reassoc float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float 1.0, <4 x float> %input) ; unordered reduction
13935       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.v2.fmul.f32.v4f32(float %start_value, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13937 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
13938 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13940 Syntax:
13941 """""""
13945       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.v4i32(<4 x i32> %a)
13947 Overview:
13948 """""""""
13950 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
13951 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13952 the element-type of the vector input.
13954 Arguments:
13955 """"""""""
13956 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13958 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
13959 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13961 Syntax:
13962 """""""
13966       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.v4i32(<4 x i32> %a)
13968 Overview:
13969 """""""""
13971 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
13972 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
13973 element-type of the vector input.
13975 Arguments:
13976 """"""""""
13977 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13979 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
13980 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13982 Syntax:
13983 """""""
13987       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.v4i32(<4 x i32> %a)
13989 Overview:
13990 """""""""
13992 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
13993 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13994 the element-type of the vector input.
13996 Arguments:
13997 """"""""""
13998 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14000 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
14001 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14003 Syntax:
14004 """""""
14008       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.v4i32(<4 x i32> %a)
14010 Overview:
14011 """""""""
14013 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
14014 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14015 matches the element-type of the vector input.
14017 Arguments:
14018 """"""""""
14019 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14021 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
14022 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14024 Syntax:
14025 """""""
14029       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.v4i32(<4 x i32> %a)
14031 Overview:
14032 """""""""
14034 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
14035 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14036 matches the element-type of the vector input.
14038 Arguments:
14039 """"""""""
14040 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14042 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
14043 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14045 Syntax:
14046 """""""
14050       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.v4i32(<4 x i32> %a)
14052 Overview:
14053 """""""""
14055 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
14056 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14057 return type matches the element-type of the vector input.
14059 Arguments:
14060 """"""""""
14061 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14063 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
14064 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14066 Syntax:
14067 """""""
14071       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.v4i32(<4 x i32> %a)
14073 Overview:
14074 """""""""
14076 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14077 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14078 return type matches the element-type of the vector input.
14080 Arguments:
14081 """"""""""
14082 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14084 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14085 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14087 Syntax:
14088 """""""
14092       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v4f32(<4 x float> %a)
14093       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.v2f64(<2 x double> %a)
14095 Overview:
14096 """""""""
14098 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14099 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14100 matches the element-type of the vector input.
14102 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14103 assume that NaNs are not present in the input vector.
14105 Arguments:
14106 """"""""""
14107 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14109 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14110 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14112 Syntax:
14113 """""""
14117       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v4f32(<4 x float> %a)
14118       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.v2f64(<2 x double> %a)
14120 Overview:
14121 """""""""
14123 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14124 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14125 matches the element-type of the vector input.
14127 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14128 assume that NaNs are not present in the input vector.
14130 Arguments:
14131 """"""""""
14132 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14134 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14135 ----------------------------------------
14137 For most target platforms, half precision floating-point is a
14138 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14139 but does not support computation in the format.
14141 This means that code must first load the half-precision floating-point
14142 value as an i16, then convert it to float with
14143 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14144 then be performed on the float value (including extending to double
14145 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14146 if needed, then converted to i16 with
14147 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14148 i16 value.
14150 .. _int_convert_to_fp16:
14152 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14153 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14155 Syntax:
14156 """""""
14160       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14161       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14163 Overview:
14164 """""""""
14166 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14167 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14169 Arguments:
14170 """"""""""
14172 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14173 converted.
14175 Semantics:
14176 """"""""""
14178 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14179 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14180 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14182 Examples:
14183 """""""""
14185 .. code-block:: llvm
14187       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14188       store i16 %res, i16* @x, align 2
14190 .. _int_convert_from_fp16:
14192 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14193 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14195 Syntax:
14196 """""""
14200       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14201       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14203 Overview:
14204 """""""""
14206 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14207 conversion from half precision floating-point format to single precision
14208 floating-point format.
14210 Arguments:
14211 """"""""""
14213 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14214 converted.
14216 Semantics:
14217 """"""""""
14219 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14220 conversion from half single precision floating-point format to single
14221 precision floating-point format. The input half-float value is
14222 represented by an ``i16`` value.
14224 Examples:
14225 """""""""
14227 .. code-block:: llvm
14229       %a = load i16, i16* @x, align 2
14230       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14232 .. _dbg_intrinsics:
14234 Debugger Intrinsics
14235 -------------------
14237 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14238 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14239 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14240 document.
14242 Exception Handling Intrinsics
14243 -----------------------------
14245 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14246 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14247 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14249 .. _int_trampoline:
14251 Trampoline Intrinsics
14252 ---------------------
14254 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14255 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14256 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14257 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14258 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14259 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14260 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14261 extension.
14263 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14264 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14265 It can be created as follows:
14267 .. code-block:: llvm
14269       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14270       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14271       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14272       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14273       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14275 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14276 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14278 .. _int_it:
14280 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14281 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14283 Syntax:
14284 """""""
14288       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14290 Overview:
14291 """""""""
14293 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14294 turning it into a trampoline.
14296 Arguments:
14297 """"""""""
14299 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14300 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14301 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14302 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14303 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14304 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14305 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14306 bitcast to an ``i8*``.
14308 Semantics:
14309 """"""""""
14311 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14312 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14313 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14314 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14315 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14316 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14317 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14318 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14319 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14320 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14321 modified, then the effect of any later call to the returned function
14322 pointer is undefined.
14324 .. _int_at:
14326 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14329 Syntax:
14330 """""""
14334       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14336 Overview:
14337 """""""""
14339 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14340 a trampoline (passed as ``tramp``).
14342 Arguments:
14343 """"""""""
14345 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14346 code filled in by a previous call to
14347 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14349 Semantics:
14350 """"""""""
14352 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14353 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14354 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14355 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14356 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14358 .. _int_mload_mstore:
14360 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14361 ---------------------------------------
14363 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.
14365 .. _int_mload:
14367 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14368 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14370 Syntax:
14371 """""""
14372 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14376       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14377       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14378       ;; The data is a vector of pointers to double
14379       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14380       ;; The data is a vector of function pointers
14381       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>)
14383 Overview:
14384 """""""""
14386 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.
14389 Arguments:
14390 """"""""""
14392 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.
14395 Semantics:
14396 """"""""""
14398 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.
14399 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.
14404        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14406        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14407        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14408        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14410 .. _int_mstore:
14412 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14413 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14415 Syntax:
14416 """""""
14417 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14421        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14422        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14423        ;; The data is a vector of pointers to double
14424        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14425        ;; The data is a vector of function pointers
14426        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14428 Overview:
14429 """""""""
14431 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.
14433 Arguments:
14434 """"""""""
14436 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.
14439 Semantics:
14440 """"""""""
14442 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.
14443 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.
14447        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14449        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14450        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14451        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14452        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14455 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14456 -------------------------------------------
14458 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.
14460 .. _int_mgather:
14462 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14465 Syntax:
14466 """""""
14467 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.
14471       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14472       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>)
14473       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14475 Overview:
14476 """""""""
14478 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.
14481 Arguments:
14482 """"""""""
14484 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.
14487 Semantics:
14488 """"""""""
14490 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.
14491 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.
14496        %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)
14498        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14499        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14500        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14501        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14502        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14504        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14505        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14506        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14507        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14509        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14510        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14511        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14512        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14514 .. _int_mscatter:
14516 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14517 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14519 Syntax:
14520 """""""
14521 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.
14525        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14526        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14527        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14529 Overview:
14530 """""""""
14532 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.
14534 Arguments:
14535 """"""""""
14537 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.
14540 Semantics:
14541 """"""""""
14543 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.
14547        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14548        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14550        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14551        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14552        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14553        ..
14554        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14555        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14556        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14557        ..
14558        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14559        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14560        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14561        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14562        ..
14563        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14566 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14567 -------------------------------------------------------------
14569 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>`.
14571 .. _int_expandload:
14573 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14576 Syntax:
14577 """""""
14578 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.
14582       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14583       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14585 Overview:
14586 """""""""
14588 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.
14591 Arguments:
14592 """"""""""
14594 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.
14596 Semantics:
14597 """"""""""
14599 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:
14601 .. code-block:: c
14603     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14604     double *A, B; int *C;
14605     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14606       if (C[i] != 0)
14607         A[i] = B[j++];
14608     }
14611 .. code-block:: llvm
14613     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14614     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14615     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14616     ; Store the result in A
14617     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14619     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14620     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14621     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14622     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14623     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14626 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14627 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14629 .. _int_compressstore:
14631 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14632 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14634 Syntax:
14635 """""""
14636 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.
14640       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14641       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14643 Overview:
14644 """""""""
14646 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.
14648 Arguments:
14649 """"""""""
14651 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.
14654 Semantics:
14655 """"""""""
14657 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:
14659 .. code-block:: c
14661     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14662     double *A, B; int *C;
14663     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14664       if (C[i] != 0)
14665         B[j++] = A[i]
14666     }
14669 .. code-block:: llvm
14671     ; Load elements from A.
14672     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14673     ; Store all selected elements consecutively in array B
14674     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14676     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14677     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14678     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14679     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14680     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14683 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14686 Memory Use Markers
14687 ------------------
14689 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14690 memory objects and ranges where variables are immutable.
14692 .. _int_lifestart:
14694 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14695 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14697 Syntax:
14698 """""""
14702       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14704 Overview:
14705 """""""""
14707 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14708 object's lifetime.
14710 Arguments:
14711 """"""""""
14713 The first argument is a constant integer representing the size of the
14714 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14715 to the object.
14717 Semantics:
14718 """"""""""
14720 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14721 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14722 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14723 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14725 .. _int_lifeend:
14727 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14728 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14730 Syntax:
14731 """""""
14735       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14737 Overview:
14738 """""""""
14740 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14741 object's lifetime.
14743 Arguments:
14744 """"""""""
14746 The first argument is a constant integer representing the size of the
14747 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14748 to the object.
14750 Semantics:
14751 """"""""""
14753 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14754 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14755 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14756 object following this intrinsic may be removed as dead.
14758 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14759 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14761 Syntax:
14762 """""""
14763 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14767       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14769 Overview:
14770 """""""""
14772 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14773 a memory object will not change.
14775 Arguments:
14776 """"""""""
14778 The first argument is a constant integer representing the size of the
14779 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14780 to the object.
14782 Semantics:
14783 """"""""""
14785 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14786 the return value, the referenced memory location is constant and
14787 unchanging.
14789 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14790 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14792 Syntax:
14793 """""""
14794 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14798       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14800 Overview:
14801 """""""""
14803 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14804 memory object are mutable.
14806 Arguments:
14807 """"""""""
14809 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14810 The second argument is a constant integer representing the size of the
14811 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14812 pointer to the object.
14814 Semantics:
14815 """"""""""
14817 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
14819 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
14820 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14822 Syntax:
14823 """""""
14824 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14825 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14826 argument.
14830       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14832 Overview:
14833 """""""""
14835 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14836 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
14837 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
14838 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
14839 future.
14842 Arguments:
14843 """"""""""
14845 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14846 to the memory.
14848 Semantics:
14849 """"""""""
14851 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
14852 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
14853 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
14855 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
14856 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14858 Syntax:
14859 """""""
14860 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14861 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14862 argument.
14866       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14868 Overview:
14869 """""""""
14871 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14872 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
14873 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
14874 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
14877 Arguments:
14878 """"""""""
14880 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14881 to the memory.
14883 Semantics:
14884 """"""""""
14886 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
14887 ``invariant.group`` metadata.
14888 It does not read any memory and can be speculated.
14892 .. _constrainedfp:
14894 Constrained Floating-Point Intrinsics
14895 -------------------------------------
14897 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
14898 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
14899 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
14900 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
14901 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
14902 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
14903 optimize FP code when the default behavior is used.
14905 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation.  The
14906 first two arguments and the return value are the same as the corresponding FP
14907 operation.
14909 The third argument is a metadata argument specifying the rounding mode to be
14910 assumed. This argument must be one of the following strings:
14914       "round.dynamic"
14915       "round.tonearest"
14916       "round.downward"
14917       "round.upward"
14918       "round.towardzero"
14920 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
14921 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
14922 depend on rounding mode may be performed in this case.
14924 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
14925 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
14926 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
14927 with the specified rounding mode.
14929 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
14930 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
14931 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
14932 transformation is legal for all other rounding modes.
14934 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
14935 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
14936 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
14937 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
14938 runtime results in undefined behavior.
14940 The fourth argument to the constrained floating-point intrinsics specifies the
14941 required exception behavior.  This argument must be one of the following
14942 strings:
14946       "fpexcept.ignore"
14947       "fpexcept.maytrap"
14948       "fpexcept.strict"
14950 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
14951 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
14952 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
14953 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
14954 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
14955 other possible values of this argument.
14957 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
14958 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
14959 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
14960 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
14961 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
14962 folding.
14964 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
14965 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
14966 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
14967 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
14968 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
14969 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
14970 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
14971 unmasks FP exceptions.
14973 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
14974 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
14975 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
14976 time.
14979 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
14980 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14982 Syntax:
14983 """""""
14987       declare <type>
14988       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
14989                                           metadata <rounding mode>,
14990                                           metadata <exception behavior>)
14992 Overview:
14993 """""""""
14995 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
14996 two operands.
14999 Arguments:
15000 """"""""""
15002 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
15003 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15004 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15006 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15007 behavior as described above.
15009 Semantics:
15010 """"""""""
15012 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
15013 the same type as the operands.
15016 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
15017 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15019 Syntax:
15020 """""""
15024       declare <type>
15025       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
15026                                           metadata <rounding mode>,
15027                                           metadata <exception behavior>)
15029 Overview:
15030 """""""""
15032 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
15033 of its two operands.
15036 Arguments:
15037 """"""""""
15039 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
15040 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15041 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15043 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15044 behavior as described above.
15046 Semantics:
15047 """"""""""
15049 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
15050 and has the same type as the operands.
15053 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
15054 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15056 Syntax:
15057 """""""
15061       declare <type>
15062       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
15063                                           metadata <rounding mode>,
15064                                           metadata <exception behavior>)
15066 Overview:
15067 """""""""
15069 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
15070 its two operands.
15073 Arguments:
15074 """"""""""
15076 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15077 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15078 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15080 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15081 behavior as described above.
15083 Semantics:
15084 """"""""""
15086 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15087 has the same type as the operands.
15090 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15091 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15093 Syntax:
15094 """""""
15098       declare <type>
15099       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15100                                           metadata <rounding mode>,
15101                                           metadata <exception behavior>)
15103 Overview:
15104 """""""""
15106 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15107 its two operands.
15110 Arguments:
15111 """"""""""
15113 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15114 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15115 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15117 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15118 behavior as described above.
15120 Semantics:
15121 """"""""""
15123 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15124 has the same type as the operands.
15127 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15128 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15130 Syntax:
15131 """""""
15135       declare <type>
15136       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15137                                           metadata <rounding mode>,
15138                                           metadata <exception behavior>)
15140 Overview:
15141 """""""""
15143 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15144 from the division of its two operands.
15147 Arguments:
15148 """"""""""
15150 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15151 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15152 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15154 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15155 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15156 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15157 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15159 Semantics:
15160 """"""""""
15162 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15163 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15164 same sign as the dividend.
15166 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15167 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15169 Syntax:
15170 """""""
15174       declare <type>
15175       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15176                                           metadata <rounding mode>,
15177                                           metadata <exception behavior>)
15179 Overview:
15180 """""""""
15182 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15183 fused-multiply-add operation on its operands.
15185 Arguments:
15186 """"""""""
15188 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15189 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15190 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15192 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15193 as described above.
15195 Semantics:
15196 """"""""""
15198 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15199 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15200 precision.
15202 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15203 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15205 Syntax:
15206 """""""
15210       declare <ty2>
15211       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15212                                           metadata <rounding mode>,
15213                                           metadata <exception behavior>)
15215 Overview:
15216 """""""""
15218 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15219 to type ``ty2``.
15221 Arguments:
15222 """"""""""
15224 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15225 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15226 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15227 than the result.
15229 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15230 behavior as described above.
15232 Semantics:
15233 """"""""""
15235 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15236 than the operand.
15238 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15239 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15241 Syntax:
15242 """""""
15246       declare <ty2>
15247       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15248                                           metadata <exception behavior>)
15250 Overview:
15251 """""""""
15253 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15254 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15256 Arguments:
15257 """"""""""
15259 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15260 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15261 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15262 than the result.
15264 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15266 Semantics:
15267 """"""""""
15269 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15270 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15271 apply to this intrinsic.
15273 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15274 --------------------------------------
15276 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15277 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15278 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15279 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15280 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15282 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15283 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15284 They do not change the runtime floating-point environment.
15287 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15288 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15290 Syntax:
15291 """""""
15295       declare <type>
15296       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15297                                           metadata <rounding mode>,
15298                                           metadata <exception behavior>)
15300 Overview:
15301 """""""""
15303 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15304 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15305 functions would, but without setting ``errno``.
15307 Arguments:
15308 """"""""""
15310 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15311 type.
15313 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15314 behavior as described above.
15316 Semantics:
15317 """"""""""
15319 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15320 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15321 and the return value is architecture specific.
15324 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15325 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15327 Syntax:
15328 """""""
15332       declare <type>
15333       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15334                                          metadata <rounding mode>,
15335                                          metadata <exception behavior>)
15337 Overview:
15338 """""""""
15340 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15341 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15343 Arguments:
15344 """"""""""
15346 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15347 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15348 should be raised.
15350 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15351 behavior as described above.
15353 Semantics:
15354 """"""""""
15356 This function returns the first value raised to the second power,
15357 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15358 handles error conditions in the same way.
15361 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15362 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15364 Syntax:
15365 """""""
15369       declare <type>
15370       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15371                                           metadata <rounding mode>,
15372                                           metadata <exception behavior>)
15374 Overview:
15375 """""""""
15377 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15378 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15379 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15380 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15383 Arguments:
15384 """"""""""
15386 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15387 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15388 which the first argument should be raised.
15390 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15391 behavior as described above.
15393 Semantics:
15394 """"""""""
15396 This function returns the first value raised to the second power with an
15397 unspecified sequence of rounding operations.
15400 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15401 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15403 Syntax:
15404 """""""
15408       declare <type>
15409       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15410                                          metadata <rounding mode>,
15411                                          metadata <exception behavior>)
15413 Overview:
15414 """""""""
15416 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15417 first operand.
15419 Arguments:
15420 """"""""""
15422 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15423 type.
15425 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15426 behavior as described above.
15428 Semantics:
15429 """"""""""
15431 This function returns the sine of the specified operand, returning the
15432 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15433 conditions in the same way.
15436 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15437 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15439 Syntax:
15440 """""""
15444       declare <type>
15445       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15446                                          metadata <rounding mode>,
15447                                          metadata <exception behavior>)
15449 Overview:
15450 """""""""
15452 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15453 first operand.
15455 Arguments:
15456 """"""""""
15458 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15459 type.
15461 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15462 behavior as described above.
15464 Semantics:
15465 """"""""""
15467 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15468 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15469 conditions in the same way.
15472 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15473 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15475 Syntax:
15476 """""""
15480       declare <type>
15481       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15482                                          metadata <rounding mode>,
15483                                          metadata <exception behavior>)
15485 Overview:
15486 """""""""
15488 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15489 exponential of the specified value.
15491 Arguments:
15492 """"""""""
15494 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15495 type.
15497 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15498 behavior as described above.
15500 Semantics:
15501 """"""""""
15503 This function returns the same values as the libm ``exp`` functions
15504 would, and handles error conditions in the same way.
15507 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15508 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15510 Syntax:
15511 """""""
15515       declare <type>
15516       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15517                                           metadata <rounding mode>,
15518                                           metadata <exception behavior>)
15520 Overview:
15521 """""""""
15523 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15524 exponential of the specified value.
15527 Arguments:
15528 """"""""""
15530 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15531 type.
15533 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15534 behavior as described above.
15536 Semantics:
15537 """"""""""
15539 This function returns the same values as the libm ``exp2`` functions
15540 would, and handles error conditions in the same way.
15543 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15544 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15546 Syntax:
15547 """""""
15551       declare <type>
15552       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15553                                          metadata <rounding mode>,
15554                                          metadata <exception behavior>)
15556 Overview:
15557 """""""""
15559 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15560 logarithm of the specified value.
15562 Arguments:
15563 """"""""""
15565 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15566 type.
15568 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15569 behavior as described above.
15572 Semantics:
15573 """"""""""
15575 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15576 would, and handles error conditions in the same way.
15579 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15580 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15582 Syntax:
15583 """""""
15587       declare <type>
15588       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15589                                            metadata <rounding mode>,
15590                                            metadata <exception behavior>)
15592 Overview:
15593 """""""""
15595 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15596 logarithm of the specified value.
15598 Arguments:
15599 """"""""""
15601 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15602 type.
15604 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15605 behavior as described above.
15607 Semantics:
15608 """"""""""
15610 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15611 would, and handles error conditions in the same way.
15614 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15615 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15617 Syntax:
15618 """""""
15622       declare <type>
15623       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15624                                           metadata <rounding mode>,
15625                                           metadata <exception behavior>)
15627 Overview:
15628 """""""""
15630 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15631 logarithm of the specified value.
15633 Arguments:
15634 """"""""""
15636 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15637 type.
15639 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15640 behavior as described above.
15642 Semantics:
15643 """"""""""
15645 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15646 would, and handles error conditions in the same way.
15649 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15650 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15652 Syntax:
15653 """""""
15657       declare <type>
15658       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15659                                           metadata <rounding mode>,
15660                                           metadata <exception behavior>)
15662 Overview:
15663 """""""""
15665 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15666 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15667 exception if the operand is not an integer.
15669 Arguments:
15670 """"""""""
15672 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15673 type.
15675 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15676 behavior as described above.
15678 Semantics:
15679 """"""""""
15681 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15682 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15683 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15684 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15685 mode argument is only intended as information to the compiler.
15688 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
15689 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15691 Syntax:
15692 """""""
15696       declare <type>
15697       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
15698                                                metadata <rounding mode>,
15699                                                metadata <exception behavior>)
15701 Overview:
15702 """""""""
15704 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
15705 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
15706 floating-point exception if the operand is not an integer.
15709 Arguments:
15710 """"""""""
15712 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15713 type.
15715 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15716 behavior as described above.
15718 Semantics:
15719 """"""""""
15721 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
15722 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15723 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15724 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15725 mode argument is only intended as information to the compiler.
15728 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
15729 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15731 Syntax:
15732 """""""
15736       declare <type>
15737       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15738                                             metadata <rounding mode>,
15739                                             metadata <exception behavior>)
15741 Overview:
15742 """""""""
15744 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
15745 of the two arguments.
15747 Arguments:
15748 """"""""""
15750 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15751 of the same type.
15753 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15754 behavior as described above.
15756 Semantics:
15757 """"""""""
15759 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
15760 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15761 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15762 mode argument is only intended as information to the compiler.
15765 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
15766 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15768 Syntax:
15769 """""""
15773       declare <type>
15774       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15775                                             metadata <rounding mode>,
15776                                             metadata <exception behavior>)
15778 Overview:
15779 """""""""
15781 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
15782 of the two arguments.
15784 Arguments:
15785 """"""""""
15787 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15788 of the same type.
15790 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15791 behavior as described above.
15793 Semantics:
15794 """"""""""
15796 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
15797 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15798 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15799 mode argument is only intended as information to the compiler.
15802 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
15803 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15805 Syntax:
15806 """""""
15810       declare <type>
15811       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
15812                                           metadata <rounding mode>,
15813                                           metadata <exception behavior>)
15815 Overview:
15816 """""""""
15818 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
15819 first operand.
15821 Arguments:
15822 """"""""""
15824 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15825 type.
15827 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15828 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15829 intrinsic.
15831 Semantics:
15832 """"""""""
15834 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
15835 would and handles error conditions in the same way.
15838 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
15839 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15841 Syntax:
15842 """""""
15846       declare <type>
15847       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
15848                                            metadata <rounding mode>,
15849                                            metadata <exception behavior>)
15851 Overview:
15852 """""""""
15854 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
15855 first operand.
15857 Arguments:
15858 """"""""""
15860 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15861 type.
15863 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15864 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15865 intrinsic.
15867 Semantics:
15868 """"""""""
15870 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
15871 would and handles error conditions in the same way.
15874 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
15875 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15877 Syntax:
15878 """""""
15882       declare <type>
15883       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
15884                                            metadata <rounding mode>,
15885                                            metadata <exception behavior>)
15887 Overview:
15888 """""""""
15890 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
15891 operand rounded to the nearest integer.
15893 Arguments:
15894 """"""""""
15896 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15897 type.
15899 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15900 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15901 intrinsic.
15903 Semantics:
15904 """"""""""
15906 This function returns the same values as the libm ``round`` functions
15907 would and handles error conditions in the same way.
15910 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
15911 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15913 Syntax:
15914 """""""
15918       declare <type>
15919       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
15920                                            metadata <truncing mode>,
15921                                            metadata <exception behavior>)
15923 Overview:
15924 """""""""
15926 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
15927 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
15928 operand.
15930 Arguments:
15931 """"""""""
15933 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15934 type.
15936 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
15937 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
15938 intrinsic.
15940 Semantics:
15941 """"""""""
15943 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
15944 would and handles error conditions in the same way.
15947 General Intrinsics
15948 ------------------
15950 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
15951 purpose.
15953 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
15954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15956 Syntax:
15957 """""""
15961       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15963 Overview:
15964 """""""""
15966 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
15968 Arguments:
15969 """"""""""
15971 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
15972 global string, the third is a pointer to a global string which is the
15973 source file name, and the last argument is the line number.
15975 Semantics:
15976 """"""""""
15978 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
15979 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
15980 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
15981 ignored by code generation and optimization.
15983 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
15984 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15986 Syntax:
15987 """""""
15989 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
15990 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
15991 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
15992 '``0``'.
15996       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15997       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15998       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15999       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16000       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16002 Overview:
16003 """""""""
16005 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
16007 Arguments:
16008 """"""""""
16010 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
16011 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
16012 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
16013 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
16015 Semantics:
16016 """"""""""
16018 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
16019 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
16020 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
16021 generation and optimization.
16023 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
16024 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16026 Syntax:
16027 """""""
16029 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
16030 any integer bit width.
16034       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16035       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16036       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16037       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16038       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
16040 Overview:
16041 """""""""
16043 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
16045 Arguments:
16046 """"""""""
16048 The first argument is an integer value (result of some expression), the
16049 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
16050 global string which is the source file name, and the last argument is
16051 the line number. It returns the value of the first argument.
16053 Semantics:
16054 """"""""""
16056 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
16057 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
16058 optimizations that want to look for these annotations. These have no
16059 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
16061 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
16062 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16064 Syntax:
16065 """""""
16067 This annotation emits a label at its program point and an associated
16068 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
16069 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
16070 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
16071 considered expensive.
16075       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16077 Arguments:
16078 """"""""""
16080 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16082 '``llvm.trap``' Intrinsic
16083 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16085 Syntax:
16086 """""""
16090       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16092 Overview:
16093 """""""""
16095 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16097 Arguments:
16098 """"""""""
16100 None.
16102 Semantics:
16103 """"""""""
16105 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16106 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16107 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16109 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16110 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16112 Syntax:
16113 """""""
16117       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16119 Overview:
16120 """""""""
16122 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16124 Arguments:
16125 """"""""""
16127 None.
16129 Semantics:
16130 """"""""""
16132 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16133 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16134 debugger.
16136 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16137 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16139 Syntax:
16140 """""""
16144       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16146 Overview:
16147 """""""""
16149 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16150 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16151 is placed on the stack before local variables.
16153 Arguments:
16154 """"""""""
16156 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16157 The first argument is the value loaded from the stack guard
16158 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16159 enough space to hold the value of the guard.
16161 Semantics:
16162 """"""""""
16164 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16165 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16166 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16167 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16168 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16169 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16170 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16172 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16173 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16175 Syntax:
16176 """""""
16180       declare i8* @llvm.stackguard()
16182 Overview:
16183 """""""""
16185 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16187 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16188 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16189 Protector in FastISel.
16191 Arguments:
16192 """"""""""
16194 None.
16196 Semantics:
16197 """"""""""
16199 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16200 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16201 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16203 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16204 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16205 in the future.
16207 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16208 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16210 Syntax:
16211 """""""
16215       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16216       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16218 Overview:
16219 """""""""
16221 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16222 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16223 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16224 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16225 class, structure, array, or other object.
16227 Arguments:
16228 """"""""""
16230 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16231 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16232 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16233 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16234 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16235 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16236 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16237 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16238 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16239 runtime.
16241 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16243 Semantics:
16244 """"""""""
16246 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16247 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16248 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16250 '``llvm.expect``' Intrinsic
16251 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16253 Syntax:
16254 """""""
16256 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16257 integer bit width.
16261       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16262       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16263       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16265 Overview:
16266 """""""""
16268 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16269 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16271 Arguments:
16272 """"""""""
16274 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16275 a value. The second argument is an expected value.
16277 Semantics:
16278 """"""""""
16280 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16282 .. _int_assume:
16284 '``llvm.assume``' Intrinsic
16285 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16287 Syntax:
16288 """""""
16292       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16294 Overview:
16295 """""""""
16297 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16298 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16299 of the code.
16301 Arguments:
16302 """"""""""
16304 The condition which the optimizer may assume is always true.
16306 Semantics:
16307 """"""""""
16309 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16310 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16311 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16312 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16313 violated during execution, the behavior is undefined.
16315 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16316 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16317 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16318 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16319 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16320 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16321 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16322 optimizer.
16324 .. _int_ssa_copy:
16326 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16327 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16329 Syntax:
16330 """""""
16334       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16336 Arguments:
16337 """"""""""
16339 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16341 Overview:
16342 """"""""""
16344 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16345 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16346 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16347 attach various forms of information to operands that dominate specific
16348 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16349 renaming forms that require value splits at certain points.
16351 .. _type.test:
16353 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16354 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16356 Syntax:
16357 """""""
16361       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16364 Arguments:
16365 """"""""""
16367 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16368 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16370 Overview:
16371 """""""""
16373 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16374 with the given type identifier.
16376 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16377 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16379 Syntax:
16380 """""""
16384       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16387 Arguments:
16388 """"""""""
16390 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16391 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16392 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16393 <TypeMetadata>`.
16395 Overview:
16396 """""""""
16398 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16399 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16400 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16401 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16402 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16403 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16404 constraint.
16406 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16407 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16408 the function may also return true if the given pointer is not associated
16409 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16410 element is true, the following rules apply to the first element:
16412 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16413   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16414   pointer.
16416 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16417   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16419   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16420      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16421      metadata.
16423   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16424      returns an unspecified value without causing side effects.
16426 If the function's return value's second element is false, the value of the
16427 first element is undefined.
16430 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16431 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16433 Syntax:
16434 """""""
16438       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16440 Overview:
16441 """""""""
16443 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16444 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16445 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16446 instruction.
16448 Arguments:
16449 """"""""""
16451 None.
16453 Semantics:
16454 """"""""""
16456 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16457 by codegen.
16459 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16460 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16462 Syntax:
16463 """""""
16467       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16469 Overview:
16470 """""""""
16472 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16473 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16474 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16475 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16476 slower) version.
16478 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16479 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16480 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16481 used to represent the slow paths of specialized functions.
16484 Arguments:
16485 """"""""""
16487 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16488 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16490 Semantics:
16491 """"""""""
16493 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16494 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16495 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16496 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16497 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16498 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16499 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16500 the entire heap.
16502 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16503 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16504 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16506    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16507    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16508    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16509      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16511 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16512 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16513 caller.
16515 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16516 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16517 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16519 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16520 same calling convention.
16522 .. _deoptimize_lowering:
16524 Lowering:
16525 """""""""
16527 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16528 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16529 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16530 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16531 arguments of the specified types, and not as varargs.
16534 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16535 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16537 Syntax:
16538 """""""
16542       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16544 Overview:
16545 """""""""
16547 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16548 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16549 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16550 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16551 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16552 equivalent to:
16554 .. code-block:: text
16556   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16557     %realPred = and i1 %pred, undef
16558     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16560   leave:
16561     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16562     ret void
16564   continue:
16565     ret void
16566   }
16569 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
16570 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
16571 see :doc:`FaultMaps`.
16573 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
16574 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
16575 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
16576 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
16577 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
16578 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
16580 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
16583 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
16584 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16586 Syntax:
16587 """""""
16591       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16593 Overview:
16594 """""""""
16596 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
16597 boolean expressions with the following property: whether this
16598 expression is `true` or `false`, the program is correct and
16599 well-defined.
16601 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
16602 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
16603 express guards or checks on optimistic assumptions made during
16604 compilation and represent them as branch instructions on special
16605 conditions.
16607 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
16608 different in that an invocation produces a particular, singular
16609 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
16610 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
16611 special properties.
16613 Arguments:
16614 """"""""""
16616 None.
16618 Semantics:
16619 """"""""""
16621 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
16622 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
16623 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
16624 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
16625 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
16626 with either value whenever one is beneficial.
16628 When used in a branch condition, it allows us to choose between
16629 two alternative correct solutions for the same problem, like
16630 in example below:
16632 .. code-block:: text
16634     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16635     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
16637   label %fast_path:
16638     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
16640   label %slow_path:
16641     ; Cheap in memory but slow solution.
16643 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
16644 it should be correct to pick either solution. We can switch
16645 between them by replacing the result of
16646 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
16647 `i1` expressions.
16649 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
16651 .. code-block:: text
16653   block:
16654     ; Unguarded instructions
16655     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
16656     ; Guarded instructions
16658 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
16659 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
16661 .. code-block:: text
16663   block:
16664     ; Unguarded instructions
16665     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16666     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
16667     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
16669   guarded:
16670     ; Guarded instructions
16672   deopt:
16673     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
16675 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
16676 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
16677 is `true` or `false`.
16679 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
16680 it cannot be invoked.
16682 Guard widening:
16683 """""""""""""""
16685 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
16686 condition of a guard represented as explicit branch, it is
16687 legal to widen the guard's condition with any additional
16688 conditions.
16690 Guard widening looks like replacement of
16692 .. code-block:: text
16694   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16695   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
16696   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
16698 with
16700 .. code-block:: text
16702   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16703   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
16704   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
16705   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
16707 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
16708 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
16709 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
16710 deopt when the new condition is not met.
16712 Lowering:
16713 """""""""
16715 Default lowering strategy is replacing the result of
16716 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
16717 constant `true`. However it is always correct to replace
16718 it with any other `i1` value. Any pass can
16719 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
16722 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
16723 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16725 Syntax:
16726 """""""
16730       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
16732 Overview:
16733 """""""""
16735 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
16736 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
16737 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
16738 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
16739 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
16741 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
16742 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
16743 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
16744 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
16745 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
16747 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
16748 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16750 Syntax:
16751 """""""
16755       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
16757 Overview:
16758 """""""""
16760 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
16761 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
16762 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
16763 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
16764 an infinite loop with no other side effects.
16766 Arguments:
16767 """"""""""
16769 None.
16771 Semantics:
16772 """"""""""
16774 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
16775 has externally observable side effects.
16777 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
16778 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16780 Syntax:
16781 """""""
16783 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
16787       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
16788       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
16789       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
16791 Overview:
16792 """""""""
16794 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
16795 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
16796 fold to either true or false before generating machine code.
16798 Semantics:
16799 """"""""""
16801 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
16802 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
16803 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
16804 a constant false value.
16806 In particular, note that if the argument is a constant expression
16807 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
16808 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
16809 false.
16811 The result also intentionally depends on the result of optimization
16812 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
16813 function gets inlined or not. A function's parameters are
16814 obviously not constant. However, a call like
16815 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
16816 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
16817 a constant.
16819 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
16820 evaluate to true, even in simple cases.
16822 Stack Map Intrinsics
16823 --------------------
16825 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
16826 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
16827 are described in :doc:`StackMaps`.
16829 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
16830 -------------------------------------
16832 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
16833 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
16835 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
16837 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16838 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16840 Syntax:
16841 """""""
16843 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
16844 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16845 support all bit widths however.
16849       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16850                                                                        i8* <src>,
16851                                                                        i32 <len>,
16852                                                                        i32 <element_size>)
16853       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16854                                                                        i8* <src>,
16855                                                                        i64 <len>,
16856                                                                        i32 <element_size>)
16858 Overview:
16859 """""""""
16861 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
16862 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
16863 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
16864 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
16865 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
16867 Arguments:
16868 """"""""""
16870 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
16871 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
16872 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
16873 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
16875 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
16876 target-specific atomic access size limit.
16878 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
16879 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
16880 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
16882 Semantics:
16883 """"""""""
16885 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
16886 memory from the source location to the destination location. These locations are not
16887 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
16888 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
16889 aligned at an ``element_size`` boundary.
16891 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16892 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16893 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
16894 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
16896 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16897 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16898 destination.
16900 Lowering:
16901 """""""""
16903 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
16904 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
16905 is replaced with an actual element size.
16907 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
16909 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16910 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16912 Syntax:
16913 """""""
16915 This is an overloaded intrinsic. You can use
16916 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
16917 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
16921       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16922                                                                         i8* <src>,
16923                                                                         i32 <len>,
16924                                                                         i32 <element_size>)
16925       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16926                                                                         i8* <src>,
16927                                                                         i64 <len>,
16928                                                                         i32 <element_size>)
16930 Overview:
16931 """""""""
16933 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
16934 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
16935 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
16936 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
16937 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
16938 integer multiple of the ``element_size`` in size.
16940 Arguments:
16941 """"""""""
16943 The first three arguments are the same as they are in the
16944 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
16945 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
16946 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
16947 behaviour of the intrinsic is undefined.
16949 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
16950 greater than a target-specific atomic access size limit.
16952 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
16953 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
16954 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
16955 boundary.
16957 Semantics:
16958 """"""""""
16960 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
16961 of memory from the source location to the destination location. These locations
16962 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
16963 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
16964 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
16966 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16967 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16968 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
16969 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
16970 specified.
16972 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16973 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16974 destination.
16976 Lowering:
16977 """""""""
16979 In the most general case call to the
16980 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
16981 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
16982 actual element size.
16984 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
16986 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
16988 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16989 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16991 Syntax:
16992 """""""
16994 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
16995 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16996 support all bit widths however.
17000       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
17001                                                                   i8 <value>,
17002                                                                   i32 <len>,
17003                                                                   i32 <element_size>)
17004       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
17005                                                                   i8 <value>,
17006                                                                   i64 <len>,
17007                                                                   i32 <element_size>)
17009 Overview:
17010 """""""""
17012 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
17013 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
17014 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
17015 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
17016 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
17018 Arguments:
17019 """"""""""
17021 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
17022 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
17023 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
17024 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
17026 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
17027 target-specific atomic access size limit.
17029 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
17030 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
17031 the destination pointer is aligned to that boundary.
17033 Semantics:
17034 """"""""""
17036 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
17037 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
17038 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
17039 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
17041 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
17042 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
17043 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
17044 when specified.
17046 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
17047 provided by a set of unordered stores to the destination.
17049 Lowering:
17050 """""""""
17052 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
17053 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
17054 is replaced with an actual element size.
17056 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
17058 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
17059 ----------------------------------
17061 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
17062 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
17063 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
17064 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
17066 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
17067 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17069 Syntax:
17070 """""""
17073       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17075 Lowering:
17076 """""""""
17078 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17080 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17081 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17083 Syntax:
17084 """""""
17087       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17089 Lowering:
17090 """""""""
17092 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17094 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17095 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17097 Syntax:
17098 """""""
17101       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17103 Lowering:
17104 """""""""
17106 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17108 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17109 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17111 Syntax:
17112 """""""
17115       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17117 Lowering:
17118 """""""""
17120 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17122 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17123 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17125 Syntax:
17126 """""""
17129       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17131 Lowering:
17132 """""""""
17134 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17136 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17137 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17139 Syntax:
17140 """""""
17143       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17145 Lowering:
17146 """""""""
17148 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17150 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17153 Syntax:
17154 """""""
17157       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17159 Lowering:
17160 """""""""
17162 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17164 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17165 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17167 Syntax:
17168 """""""
17171       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17173 Lowering:
17174 """""""""
17176 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17178 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17179 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17181 Syntax:
17182 """""""
17185       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17187 Lowering:
17188 """""""""
17190 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17192 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17193 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17195 Syntax:
17196 """""""
17199       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17201 Lowering:
17202 """""""""
17204 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17206 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17207 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17209 Syntax:
17210 """""""
17213       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17215 Lowering:
17216 """""""""
17218 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17220 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17221 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17223 Syntax:
17224 """""""
17227       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17229 Lowering:
17230 """""""""
17232 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17234 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17235 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17237 Syntax:
17238 """""""
17241       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17243 Lowering:
17244 """""""""
17246 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17248 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17249 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17251 Syntax:
17252 """""""
17255       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17257 Lowering:
17258 """""""""
17260 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17262 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17263 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17265 Syntax:
17266 """""""
17269       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17271 Lowering:
17272 """""""""
17274 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17276 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17277 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17279 Syntax:
17280 """""""
17283       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17285 Lowering:
17286 """""""""
17288 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17290 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17291 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17293 Syntax:
17294 """""""
17297       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17299 Lowering:
17300 """""""""
17302 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17304 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17305 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17307 Syntax:
17308 """""""
17311       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17313 Lowering:
17314 """""""""
17316 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.
17318 Preserving Debug Information Intrinsics
17319 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17321 These intrinsics are used to carry certain debuginfo together with
17322 IR-level operations. For example, it may be desirable to
17323 know the structure/union name and the original user-level field
17324 indices. Such information got lost in IR GetElementPtr instruction
17325 since the IR types are different from debugInfo types and unions
17326 are converted to structs in IR.
17328 '``llvm.preserve.array.access.index``' Intrinsic
17329 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17331 Syntax:
17332 """""""
17335       declare <ret_type>
17336       @llvm.preserve.array.access.index.p0s_union.anons.p0a10s_union.anons(<type> base,
17337                                                                            i32 dim,
17338                                                                            i32 index)
17340 Overview:
17341 """""""""
17343 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17344 based on array base ``base``, array dimension ``dim`` and the last access index ``index``
17345 into the array. The return type ``ret_type`` is a pointer type to the array element.
17346 The array ``dim`` and ``index`` are preserved which is more robust than
17347 getelementptr instruction which may be subject to compiler transformation.
17349 Arguments:
17350 """"""""""
17352 The ``base`` is the array base address.  The ``dim`` is the array dimension.
17353 The ``base`` is a pointer if ``dim`` equals 0.
17354 The ``index`` is the last access index into the array or pointer.
17356 Semantics:
17357 """"""""""
17359 The '``llvm.preserve.array.access.index``' intrinsic produces the same result
17360 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{dim's 0's, index}``.
17362 '``llvm.preserve.union.access.index``' Intrinsic
17363 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17365 Syntax:
17366 """""""
17369       declare <type>
17370       @llvm.preserve.union.access.index.p0s_union.anons.p0s_union.anons(<type> base,
17371                                                                         i32 di_index)
17373 Overview:
17374 """""""""
17376 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic carries the debuginfo field index
17377 ``di_index`` and returns the ``base`` address.
17378 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17379 to provide union debuginfo type.
17380 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17381 The return type ``type`` is the same as the ``base`` type.
17383 Arguments:
17384 """"""""""
17386 The ``base`` is the union base address. The ``di_index`` is the field index in debuginfo.
17388 Semantics:
17389 """"""""""
17391 The '``llvm.preserve.union.access.index``' intrinsic returns the ``base`` address.
17393 '``llvm.preserve.struct.access.index``' Intrinsic
17394 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17396 Syntax:
17397 """""""
17400       declare <ret_type>
17401       @llvm.preserve.struct.access.index.p0i8.p0s_struct.anon.0s(<type> base,
17402                                                                  i32 gep_index,
17403                                                                  i32 di_index)
17405 Overview:
17406 """""""""
17408 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic returns the getelementptr address
17409 based on struct base ``base`` and IR struct member index ``gep_index``.
17410 The ``llvm.preserve.access.index`` type of metadata is attached to this call instruction
17411 to provide struct debuginfo type.
17412 The metadata is a ``DICompositeType`` representing the debuginfo version of ``type``.
17413 The return type ``ret_type`` is a pointer type to the structure member.
17415 Arguments:
17416 """"""""""
17418 The ``base`` is the structure base address. The ``gep_index`` is the struct member index
17419 based on IR structures. The ``di_index`` is the struct member index based on debuginfo.
17421 Semantics:
17422 """"""""""
17424 The '``llvm.preserve.struct.access.index``' intrinsic produces the same result
17425 as a getelementptr with base ``base`` and access operands ``{0, gep_index}``.