[PowerPC][NFC] Add codegen test for consecutive stores of vector elements
[llvm-core.git] / docs / LangRef.rst
blob2105ce9d669f7bdd8432f4dfa970c55f4792c4f1
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     perserved 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 ``noimplicitfloat``
1457     This attributes disables implicit floating-point instructions.
1458 ``noinline``
1459     This attribute indicates that the inliner should never inline this
1460     function in any situation. This attribute may not be used together
1461     with the ``alwaysinline`` attribute.
1462 ``nonlazybind``
1463     This attribute suppresses lazy symbol binding for the function. This
1464     may make calls to the function faster, at the cost of extra program
1465     startup time if the function is not called during program startup.
1466 ``noredzone``
1467     This attribute indicates that the code generator should not use a
1468     red zone, even if the target-specific ABI normally permits it.
1469 ``indirect-tls-seg-refs``
1470     This attribute indicates that the code generator should not use
1471     direct TLS access through segment registers, even if the
1472     target-specific ABI normally permits it.
1473 ``noreturn``
1474     This function attribute indicates that the function never returns
1475     normally. This produces undefined behavior at runtime if the
1476     function ever does dynamically return.
1477 ``norecurse``
1478     This function attribute indicates that the function does not call itself
1479     either directly or indirectly down any possible call path. This produces
1480     undefined behavior at runtime if the function ever does recurse.
1481 ``nounwind``
1482     This function attribute indicates that the function never raises an
1483     exception. If the function does raise an exception, its runtime
1484     behavior is undefined. However, functions marked nounwind may still
1485     trap or generate asynchronous exceptions. Exception handling schemes
1486     that are recognized by LLVM to handle asynchronous exceptions, such
1487     as SEH, will still provide their implementation defined semantics.
1488 ``"null-pointer-is-valid"``
1489    If ``"null-pointer-is-valid"`` is set to ``"true"``, then ``null`` address
1490    in address-space 0 is considered to be a valid address for memory loads and
1491    stores. Any analysis or optimization should not treat dereferencing a
1492    pointer to ``null`` as undefined behavior in this function.
1493    Note: Comparing address of a global variable to ``null`` may still
1494    evaluate to false because of a limitation in querying this attribute inside
1495    constant expressions.
1496 ``optforfuzzing``
1497     This attribute indicates that this function should be optimized
1498     for maximum fuzzing signal.
1499 ``optnone``
1500     This function attribute indicates that most optimization passes will skip
1501     this function, with the exception of interprocedural optimization passes.
1502     Code generation defaults to the "fast" instruction selector.
1503     This attribute cannot be used together with the ``alwaysinline``
1504     attribute; this attribute is also incompatible
1505     with the ``minsize`` attribute and the ``optsize`` attribute.
1507     This attribute requires the ``noinline`` attribute to be specified on
1508     the function as well, so the function is never inlined into any caller.
1509     Only functions with the ``alwaysinline`` attribute are valid
1510     candidates for inlining into the body of this function.
1511 ``optsize``
1512     This attribute suggests that optimization passes and code generator
1513     passes make choices that keep the code size of this function low,
1514     and otherwise do optimizations specifically to reduce code size as
1515     long as they do not significantly impact runtime performance.
1516 ``"patchable-function"``
1517     This attribute tells the code generator that the code
1518     generated for this function needs to follow certain conventions that
1519     make it possible for a runtime function to patch over it later.
1520     The exact effect of this attribute depends on its string value,
1521     for which there currently is one legal possibility:
1523      * ``"prologue-short-redirect"`` - This style of patchable
1524        function is intended to support patching a function prologue to
1525        redirect control away from the function in a thread safe
1526        manner.  It guarantees that the first instruction of the
1527        function will be large enough to accommodate a short jump
1528        instruction, and will be sufficiently aligned to allow being
1529        fully changed via an atomic compare-and-swap instruction.
1530        While the first requirement can be satisfied by inserting large
1531        enough NOP, LLVM can and will try to re-purpose an existing
1532        instruction (i.e. one that would have to be emitted anyway) as
1533        the patchable instruction larger than a short jump.
1535        ``"prologue-short-redirect"`` is currently only supported on
1536        x86-64.
1538     This attribute by itself does not imply restrictions on
1539     inter-procedural optimizations.  All of the semantic effects the
1540     patching may have to be separately conveyed via the linkage type.
1541 ``"probe-stack"``
1542     This attribute indicates that the function will trigger a guard region
1543     in the end of the stack. It ensures that accesses to the stack must be
1544     no further apart than the size of the guard region to a previous
1545     access of the stack. It takes one required string value, the name of
1546     the stack probing function that will be called.
1548     If a function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into
1549     a function with another ``"probe-stack"`` attribute, the resulting
1550     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the caller. If a
1551     function that has a ``"probe-stack"`` attribute is inlined into a
1552     function that has no ``"probe-stack"`` attribute at all, the resulting
1553     function has the ``"probe-stack"`` attribute of the callee.
1554 ``readnone``
1555     On a function, this attribute indicates that the function computes its
1556     result (or decides to unwind an exception) based strictly on its arguments,
1557     without dereferencing any pointer arguments or otherwise accessing
1558     any mutable state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1559     caller functions. It does not write through any pointer arguments
1560     (including ``byval`` arguments) and never changes any state visible
1561     to callers. This means while it cannot unwind exceptions by calling
1562     the ``C++`` exception throwing methods (since they write to memory), there may
1563     be non-``C++`` mechanisms that throw exceptions without writing to LLVM
1564     visible memory.
1566     On an argument, this attribute indicates that the function does not
1567     dereference that pointer argument, even though it may read or write the
1568     memory that the pointer points to if accessed through other pointers.
1570     If a readnone function reads or writes memory visible to the program, or
1571     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads from
1572     or writes to a readnone pointer argument, the behavior is undefined.
1573 ``readonly``
1574     On a function, this attribute indicates that the function does not write
1575     through any pointer arguments (including ``byval`` arguments) or otherwise
1576     modify any state (e.g. memory, control registers, etc) visible to
1577     caller functions. It may dereference pointer arguments and read
1578     state that may be set in the caller. A readonly function always
1579     returns the same value (or unwinds an exception identically) when
1580     called with the same set of arguments and global state.  This means while it
1581     cannot unwind exceptions by calling the ``C++`` exception throwing methods
1582     (since they write to memory), there may be non-``C++`` mechanisms that throw
1583     exceptions without writing to LLVM visible memory.
1585     On an argument, this attribute indicates that the function does not write
1586     through this pointer argument, even though it may write to the memory that
1587     the pointer points to.
1589     If a readonly function writes memory visible to the program, or
1590     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function writes to
1591     a readonly pointer argument, the behavior is undefined.
1592 ``"stack-probe-size"``
1593     This attribute controls the behavior of stack probes: either
1594     the ``"probe-stack"`` attribute, or ABI-required stack probes, if any.
1595     It defines the size of the guard region. It ensures that if the function
1596     may use more stack space than the size of the guard region, stack probing
1597     sequence will be emitted. It takes one required integer value, which
1598     is 4096 by default.
1600     If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is inlined into
1601     a function with another ``"stack-probe-size"`` attribute, the resulting
1602     function has the ``"stack-probe-size"`` attribute that has the lower
1603     numeric value. If a function that has a ``"stack-probe-size"`` attribute is
1604     inlined into a function that has no ``"stack-probe-size"`` attribute
1605     at all, the resulting function has the ``"stack-probe-size"`` attribute
1606     of the callee.
1607 ``"no-stack-arg-probe"``
1608     This attribute disables ABI-required stack probes, if any.
1609 ``writeonly``
1610     On a function, this attribute indicates that the function may write to but
1611     does not read from memory.
1613     On an argument, this attribute indicates that the function may write to but
1614     does not read through this pointer argument (even though it may read from
1615     the memory that the pointer points to).
1617     If a writeonly function reads memory visible to the program, or
1618     has other side-effects, the behavior is undefined. If a function reads
1619     from a writeonly pointer argument, the behavior is undefined.
1620 ``argmemonly``
1621     This attribute indicates that the only memory accesses inside function are
1622     loads and stores from objects pointed to by its pointer-typed arguments,
1623     with arbitrary offsets. Or in other words, all memory operations in the
1624     function can refer to memory only using pointers based on its function
1625     arguments.
1627     Note that ``argmemonly`` can be used together with ``readonly`` attribute
1628     in order to specify that function reads only from its arguments.
1630     If an argmemonly function reads or writes memory other than the pointer
1631     arguments, or has other side-effects, the behavior is undefined.
1632 ``returns_twice``
1633     This attribute indicates that this function can return twice. The C
1634     ``setjmp`` is an example of such a function. The compiler disables
1635     some optimizations (like tail calls) in the caller of these
1636     functions.
1637 ``safestack``
1638     This attribute indicates that
1639     `SafeStack <http://clang.llvm.org/docs/SafeStack.html>`_
1640     protection is enabled for this function.
1642     If a function that has a ``safestack`` attribute is inlined into a
1643     function that doesn't have a ``safestack`` attribute or which has an
1644     ``ssp``, ``sspstrong`` or ``sspreq`` attribute, then the resulting
1645     function will have a ``safestack`` attribute.
1646 ``sanitize_address``
1647     This attribute indicates that AddressSanitizer checks
1648     (dynamic address safety analysis) are enabled for this function.
1649 ``sanitize_memory``
1650     This attribute indicates that MemorySanitizer checks (dynamic detection
1651     of accesses to uninitialized memory) are enabled for this function.
1652 ``sanitize_thread``
1653     This attribute indicates that ThreadSanitizer checks
1654     (dynamic thread safety analysis) are enabled for this function.
1655 ``sanitize_hwaddress``
1656     This attribute indicates that HWAddressSanitizer checks
1657     (dynamic address safety analysis based on tagged pointers) are enabled for
1658     this function.
1659 ``speculative_load_hardening``
1660     This attribute indicates that
1661     `Speculative Load Hardening <https://llvm.org/docs/SpeculativeLoadHardening.html>`_
1662     should be enabled for the function body.
1664     Speculative Load Hardening is a best-effort mitigation against
1665     information leak attacks that make use of control flow
1666     miss-speculation - specifically miss-speculation of whether a branch
1667     is taken or not. Typically vulnerabilities enabling such attacks are
1668     classified as "Spectre variant #1". Notably, this does not attempt to
1669     mitigate against miss-speculation of branch target, classified as
1670     "Spectre variant #2" vulnerabilities.
1672     When inlining, the attribute is sticky. Inlining a function that carries
1673     this attribute will cause the caller to gain the attribute. This is intended
1674     to provide a maximally conservative model where the code in a function
1675     annotated with this attribute will always (even after inlining) end up
1676     hardened.
1677 ``speculatable``
1678     This function attribute indicates that the function does not have any
1679     effects besides calculating its result and does not have undefined behavior.
1680     Note that ``speculatable`` is not enough to conclude that along any
1681     particular execution path the number of calls to this function will not be
1682     externally observable. This attribute is only valid on functions
1683     and declarations, not on individual call sites. If a function is
1684     incorrectly marked as speculatable and really does exhibit
1685     undefined behavior, the undefined behavior may be observed even
1686     if the call site is dead code.
1688 ``ssp``
1689     This attribute indicates that the function should emit a stack
1690     smashing protector. It is in the form of a "canary" --- a random value
1691     placed on the stack before the local variables that's checked upon
1692     return from the function to see if it has been overwritten. A
1693     heuristic is used to determine if a function needs stack protectors
1694     or not. The heuristic used will enable protectors for functions with:
1696     - Character arrays larger than ``ssp-buffer-size`` (default 8).
1697     - Aggregates containing character arrays larger than ``ssp-buffer-size``.
1698     - Calls to alloca() with variable sizes or constant sizes greater than
1699       ``ssp-buffer-size``.
1701     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1702     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1704     If a function that has an ``ssp`` attribute is inlined into a
1705     function that doesn't have an ``ssp`` attribute, then the resulting
1706     function will have an ``ssp`` attribute.
1707 ``sspreq``
1708     This attribute indicates that the function should *always* emit a
1709     stack smashing protector. This overrides the ``ssp`` function
1710     attribute.
1712     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1713     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1714     The specific layout rules are:
1716     #. Large arrays and structures containing large arrays
1717        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1718     #. Small arrays and structures containing small arrays
1719        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1720     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1721        protector.
1723     If a function that has an ``sspreq`` attribute is inlined into a
1724     function that doesn't have an ``sspreq`` attribute or which has an
1725     ``ssp`` or ``sspstrong`` attribute, then the resulting function will have
1726     an ``sspreq`` attribute.
1727 ``sspstrong``
1728     This attribute indicates that the function should emit a stack smashing
1729     protector. This attribute causes a strong heuristic to be used when
1730     determining if a function needs stack protectors. The strong heuristic
1731     will enable protectors for functions with:
1733     - Arrays of any size and type
1734     - Aggregates containing an array of any size and type.
1735     - Calls to alloca().
1736     - Local variables that have had their address taken.
1738     Variables that are identified as requiring a protector will be arranged
1739     on the stack such that they are adjacent to the stack protector guard.
1740     The specific layout rules are:
1742     #. Large arrays and structures containing large arrays
1743        (``>= ssp-buffer-size``) are closest to the stack protector.
1744     #. Small arrays and structures containing small arrays
1745        (``< ssp-buffer-size``) are 2nd closest to the protector.
1746     #. Variables that have had their address taken are 3rd closest to the
1747        protector.
1749     This overrides the ``ssp`` function attribute.
1751     If a function that has an ``sspstrong`` attribute is inlined into a
1752     function that doesn't have an ``sspstrong`` attribute, then the
1753     resulting function will have an ``sspstrong`` attribute.
1754 ``strictfp``
1755     This attribute indicates that the function was called from a scope that
1756     requires strict floating-point semantics.  LLVM will not attempt any
1757     optimizations that require assumptions about the floating-point rounding
1758     mode or that might alter the state of floating-point status flags that
1759     might otherwise be set or cleared by calling this function.
1760 ``"thunk"``
1761     This attribute indicates that the function will delegate to some other
1762     function with a tail call. The prototype of a thunk should not be used for
1763     optimization purposes. The caller is expected to cast the thunk prototype to
1764     match the thunk target prototype.
1765 ``uwtable``
1766     This attribute indicates that the ABI being targeted requires that
1767     an unwind table entry be produced for this function even if we can
1768     show that no exceptions passes by it. This is normally the case for
1769     the ELF x86-64 abi, but it can be disabled for some compilation
1770     units.
1771 ``nocf_check``
1772     This attribute indicates that no control-flow check will be performed on
1773     the attributed entity. It disables -fcf-protection=<> for a specific
1774     entity to fine grain the HW control flow protection mechanism. The flag
1775     is target independent and currently appertains to a function or function
1776     pointer.
1777 ``shadowcallstack``
1778     This attribute indicates that the ShadowCallStack checks are enabled for
1779     the function. The instrumentation checks that the return address for the
1780     function has not changed between the function prolog and eiplog. It is
1781     currently x86_64-specific.
1783 .. _glattrs:
1785 Global Attributes
1786 -----------------
1788 Attributes may be set to communicate additional information about a global variable.
1789 Unlike :ref:`function attributes <fnattrs>`, attributes on a global variable
1790 are grouped into a single :ref:`attribute group <attrgrp>`.
1792 .. _opbundles:
1794 Operand Bundles
1795 ---------------
1797 Operand bundles are tagged sets of SSA values that can be associated
1798 with certain LLVM instructions (currently only ``call`` s and
1799 ``invoke`` s).  In a way they are like metadata, but dropping them is
1800 incorrect and will change program semantics.
1802 Syntax::
1804     operand bundle set ::= '[' operand bundle (, operand bundle )* ']'
1805     operand bundle ::= tag '(' [ bundle operand ] (, bundle operand )* ')'
1806     bundle operand ::= SSA value
1807     tag ::= string constant
1809 Operand bundles are **not** part of a function's signature, and a
1810 given function may be called from multiple places with different kinds
1811 of operand bundles.  This reflects the fact that the operand bundles
1812 are conceptually a part of the ``call`` (or ``invoke``), not the
1813 callee being dispatched to.
1815 Operand bundles are a generic mechanism intended to support
1816 runtime-introspection-like functionality for managed languages.  While
1817 the exact semantics of an operand bundle depend on the bundle tag,
1818 there are certain limitations to how much the presence of an operand
1819 bundle can influence the semantics of a program.  These restrictions
1820 are described as the semantics of an "unknown" operand bundle.  As
1821 long as the behavior of an operand bundle is describable within these
1822 restrictions, LLVM does not need to have special knowledge of the
1823 operand bundle to not miscompile programs containing it.
1825 - The bundle operands for an unknown operand bundle escape in unknown
1826   ways before control is transferred to the callee or invokee.
1827 - Calls and invokes with operand bundles have unknown read / write
1828   effect on the heap on entry and exit (even if the call target is
1829   ``readnone`` or ``readonly``), unless they're overridden with
1830   callsite specific attributes.
1831 - An operand bundle at a call site cannot change the implementation
1832   of the called function.  Inter-procedural optimizations work as
1833   usual as long as they take into account the first two properties.
1835 More specific types of operand bundles are described below.
1837 .. _deopt_opbundles:
1839 Deoptimization Operand Bundles
1840 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1842 Deoptimization operand bundles are characterized by the ``"deopt"``
1843 operand bundle tag.  These operand bundles represent an alternate
1844 "safe" continuation for the call site they're attached to, and can be
1845 used by a suitable runtime to deoptimize the compiled frame at the
1846 specified call site.  There can be at most one ``"deopt"`` operand
1847 bundle attached to a call site.  Exact details of deoptimization is
1848 out of scope for the language reference, but it usually involves
1849 rewriting a compiled frame into a set of interpreted frames.
1851 From the compiler's perspective, deoptimization operand bundles make
1852 the call sites they're attached to at least ``readonly``.  They read
1853 through all of their pointer typed operands (even if they're not
1854 otherwise escaped) and the entire visible heap.  Deoptimization
1855 operand bundles do not capture their operands except during
1856 deoptimization, in which case control will not be returned to the
1857 compiled frame.
1859 The inliner knows how to inline through calls that have deoptimization
1860 operand bundles.  Just like inlining through a normal call site
1861 involves composing the normal and exceptional continuations, inlining
1862 through a call site with a deoptimization operand bundle needs to
1863 appropriately compose the "safe" deoptimization continuation.  The
1864 inliner does this by prepending the parent's deoptimization
1865 continuation to every deoptimization continuation in the inlined body.
1866 E.g. inlining ``@f`` into ``@g`` in the following example
1868 .. code-block:: llvm
1870     define void @f() {
1871       call void @x()  ;; no deopt state
1872       call void @y() [ "deopt"(i32 10) ]
1873       call void @y() [ "deopt"(i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1874       ret void
1875     }
1877     define void @g() {
1878       call void @f() [ "deopt"(i32 20) ]
1879       ret void
1880     }
1882 will result in
1884 .. code-block:: llvm
1886     define void @g() {
1887       call void @x()  ;; still no deopt state
1888       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10) ]
1889       call void @y() [ "deopt"(i32 20, i32 10), "unknown"(i8* null) ]
1890       ret void
1891     }
1893 It is the frontend's responsibility to structure or encode the
1894 deoptimization state in a way that syntactically prepending the
1895 caller's deoptimization state to the callee's deoptimization state is
1896 semantically equivalent to composing the caller's deoptimization
1897 continuation after the callee's deoptimization continuation.
1899 .. _ob_funclet:
1901 Funclet Operand Bundles
1902 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1904 Funclet operand bundles are characterized by the ``"funclet"``
1905 operand bundle tag.  These operand bundles indicate that a call site
1906 is within a particular funclet.  There can be at most one
1907 ``"funclet"`` operand bundle attached to a call site and it must have
1908 exactly one bundle operand.
1910 If any funclet EH pads have been "entered" but not "exited" (per the
1911 `description in the EH doc\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
1912 it is undefined behavior to execute a ``call`` or ``invoke`` which:
1914 * does not have a ``"funclet"`` bundle and is not a ``call`` to a nounwind
1915   intrinsic, or
1916 * has a ``"funclet"`` bundle whose operand is not the most-recently-entered
1917   not-yet-exited funclet EH pad.
1919 Similarly, if no funclet EH pads have been entered-but-not-yet-exited,
1920 executing a ``call`` or ``invoke`` with a ``"funclet"`` bundle is undefined behavior.
1922 GC Transition Operand Bundles
1923 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
1925 GC transition operand bundles are characterized by the
1926 ``"gc-transition"`` operand bundle tag. These operand bundles mark a
1927 call as a transition between a function with one GC strategy to a
1928 function with a different GC strategy. If coordinating the transition
1929 between GC strategies requires additional code generation at the call
1930 site, these bundles may contain any values that are needed by the
1931 generated code.  For more details, see :ref:`GC Transitions
1932 <gc_transition_args>`.
1934 .. _moduleasm:
1936 Module-Level Inline Assembly
1937 ----------------------------
1939 Modules may contain "module-level inline asm" blocks, which corresponds
1940 to the GCC "file scope inline asm" blocks. These blocks are internally
1941 concatenated by LLVM and treated as a single unit, but may be separated
1942 in the ``.ll`` file if desired. The syntax is very simple:
1944 .. code-block:: llvm
1946     module asm "inline asm code goes here"
1947     module asm "more can go here"
1949 The strings can contain any character by escaping non-printable
1950 characters. The escape sequence used is simply "\\xx" where "xx" is the
1951 two digit hex code for the number.
1953 Note that the assembly string *must* be parseable by LLVM's integrated assembler
1954 (unless it is disabled), even when emitting a ``.s`` file.
1956 .. _langref_datalayout:
1958 Data Layout
1959 -----------
1961 A module may specify a target specific data layout string that specifies
1962 how data is to be laid out in memory. The syntax for the data layout is
1963 simply:
1965 .. code-block:: llvm
1967     target datalayout = "layout specification"
1969 The *layout specification* consists of a list of specifications
1970 separated by the minus sign character ('-'). Each specification starts
1971 with a letter and may include other information after the letter to
1972 define some aspect of the data layout. The specifications accepted are
1973 as follows:
1975 ``E``
1976     Specifies that the target lays out data in big-endian form. That is,
1977     the bits with the most significance have the lowest address
1978     location.
1979 ``e``
1980     Specifies that the target lays out data in little-endian form. That
1981     is, the bits with the least significance have the lowest address
1982     location.
1983 ``S<size>``
1984     Specifies the natural alignment of the stack in bits. Alignment
1985     promotion of stack variables is limited to the natural stack
1986     alignment to avoid dynamic stack realignment. The stack alignment
1987     must be a multiple of 8-bits. If omitted, the natural stack
1988     alignment defaults to "unspecified", which does not prevent any
1989     alignment promotions.
1990 ``P<address space>``
1991     Specifies the address space that corresponds to program memory.
1992     Harvard architectures can use this to specify what space LLVM
1993     should place things such as functions into. If omitted, the
1994     program memory space defaults to the default address space of 0,
1995     which corresponds to a Von Neumann architecture that has code
1996     and data in the same space.
1997 ``A<address space>``
1998     Specifies the address space of objects created by '``alloca``'.
1999     Defaults to the default address space of 0.
2000 ``p[n]:<size>:<abi>:<pref>:<idx>``
2001     This specifies the *size* of a pointer and its ``<abi>`` and
2002     ``<pref>``\erred alignments for address space ``n``. The fourth parameter
2003     ``<idx>`` is a size of index that used for address calculation. If not
2004     specified, the default index size is equal to the pointer size. All sizes
2005     are in bits. The address space, ``n``, is optional, and if not specified,
2006     denotes the default address space 0. The value of ``n`` must be
2007     in the range [1,2^23).
2008 ``i<size>:<abi>:<pref>``
2009     This specifies the alignment for an integer type of a given bit
2010     ``<size>``. The value of ``<size>`` must be in the range [1,2^23).
2011 ``v<size>:<abi>:<pref>``
2012     This specifies the alignment for a vector type of a given bit
2013     ``<size>``.
2014 ``f<size>:<abi>:<pref>``
2015     This specifies the alignment for a floating-point type of a given bit
2016     ``<size>``. Only values of ``<size>`` that are supported by the target
2017     will work. 32 (float) and 64 (double) are supported on all targets; 80
2018     or 128 (different flavors of long double) are also supported on some
2019     targets.
2020 ``a:<abi>:<pref>``
2021     This specifies the alignment for an object of aggregate type.
2022 ``F<type><abi>``
2023     This specifies the alignment for function pointers.
2024     The options for ``<type>`` are:
2026     * ``i``: The alignment of function pointers is independent of the alignment
2027       of functions, and is a multiple of ``<abi>``.
2028     * ``n``: The alignment of function pointers is a multiple of the explicit
2029       alignment specified on the function, and is a multiple of ``<abi>``.
2030 ``m:<mangling>``
2031     If present, specifies that llvm names are mangled in the output. Symbols
2032     prefixed with the mangling escape character ``\01`` are passed through
2033     directly to the assembler without the escape character. The mangling style
2034     options are
2036     * ``e``: ELF mangling: Private symbols get a ``.L`` prefix.
2037     * ``m``: Mips mangling: Private symbols get a ``$`` prefix.
2038     * ``o``: Mach-O mangling: Private symbols get ``L`` prefix. Other
2039       symbols get a ``_`` prefix.
2040     * ``x``: Windows x86 COFF mangling: Private symbols get the usual prefix.
2041       Regular C symbols get a ``_`` prefix. Functions with ``__stdcall``,
2042       ``__fastcall``, and ``__vectorcall`` have custom mangling that appends
2043       ``@N`` where N is the number of bytes used to pass parameters. C++ symbols
2044       starting with ``?`` are not mangled in any way.
2045     * ``w``: Windows COFF mangling: Similar to ``x``, except that normal C
2046       symbols do not receive a ``_`` prefix.
2047 ``n<size1>:<size2>:<size3>...``
2048     This specifies a set of native integer widths for the target CPU in
2049     bits. For example, it might contain ``n32`` for 32-bit PowerPC,
2050     ``n32:64`` for PowerPC 64, or ``n8:16:32:64`` for X86-64. Elements of
2051     this set are considered to support most general arithmetic operations
2052     efficiently.
2053 ``ni:<address space0>:<address space1>:<address space2>...``
2054     This specifies pointer types with the specified address spaces
2055     as :ref:`Non-Integral Pointer Type <nointptrtype>` s.  The ``0``
2056     address space cannot be specified as non-integral.
2058 On every specification that takes a ``<abi>:<pref>``, specifying the
2059 ``<pref>`` alignment is optional. If omitted, the preceding ``:``
2060 should be omitted too and ``<pref>`` will be equal to ``<abi>``.
2062 When constructing the data layout for a given target, LLVM starts with a
2063 default set of specifications which are then (possibly) overridden by
2064 the specifications in the ``datalayout`` keyword. The default
2065 specifications are given in this list:
2067 -  ``E`` - big endian
2068 -  ``p:64:64:64`` - 64-bit pointers with 64-bit alignment.
2069 -  ``p[n]:64:64:64`` - Other address spaces are assumed to be the
2070    same as the default address space.
2071 -  ``S0`` - natural stack alignment is unspecified
2072 -  ``i1:8:8`` - i1 is 8-bit (byte) aligned
2073 -  ``i8:8:8`` - i8 is 8-bit (byte) aligned
2074 -  ``i16:16:16`` - i16 is 16-bit aligned
2075 -  ``i32:32:32`` - i32 is 32-bit aligned
2076 -  ``i64:32:64`` - i64 has ABI alignment of 32-bits but preferred
2077    alignment of 64-bits
2078 -  ``f16:16:16`` - half is 16-bit aligned
2079 -  ``f32:32:32`` - float is 32-bit aligned
2080 -  ``f64:64:64`` - double is 64-bit aligned
2081 -  ``f128:128:128`` - quad is 128-bit aligned
2082 -  ``v64:64:64`` - 64-bit vector is 64-bit aligned
2083 -  ``v128:128:128`` - 128-bit vector is 128-bit aligned
2084 -  ``a:0:64`` - aggregates are 64-bit aligned
2086 When LLVM is determining the alignment for a given type, it uses the
2087 following rules:
2089 #. If the type sought is an exact match for one of the specifications,
2090    that specification is used.
2091 #. If no match is found, and the type sought is an integer type, then
2092    the smallest integer type that is larger than the bitwidth of the
2093    sought type is used. If none of the specifications are larger than
2094    the bitwidth then the largest integer type is used. For example,
2095    given the default specifications above, the i7 type will use the
2096    alignment of i8 (next largest) while both i65 and i256 will use the
2097    alignment of i64 (largest specified).
2098 #. If no match is found, and the type sought is a vector type, then the
2099    largest vector type that is smaller than the sought vector type will
2100    be used as a fall back. This happens because <128 x double> can be
2101    implemented in terms of 64 <2 x double>, for example.
2103 The function of the data layout string may not be what you expect.
2104 Notably, this is not a specification from the frontend of what alignment
2105 the code generator should use.
2107 Instead, if specified, the target data layout is required to match what
2108 the ultimate *code generator* expects. This string is used by the
2109 mid-level optimizers to improve code, and this only works if it matches
2110 what the ultimate code generator uses. There is no way to generate IR
2111 that does not embed this target-specific detail into the IR. If you
2112 don't specify the string, the default specifications will be used to
2113 generate a Data Layout and the optimization phases will operate
2114 accordingly and introduce target specificity into the IR with respect to
2115 these default specifications.
2117 .. _langref_triple:
2119 Target Triple
2120 -------------
2122 A module may specify a target triple string that describes the target
2123 host. The syntax for the target triple is simply:
2125 .. code-block:: llvm
2127     target triple = "x86_64-apple-macosx10.7.0"
2129 The *target triple* string consists of a series of identifiers delimited
2130 by the minus sign character ('-'). The canonical forms are:
2134     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM
2135     ARCHITECTURE-VENDOR-OPERATING_SYSTEM-ENVIRONMENT
2137 This information is passed along to the backend so that it generates
2138 code for the proper architecture. It's possible to override this on the
2139 command line with the ``-mtriple`` command line option.
2141 .. _pointeraliasing:
2143 Pointer Aliasing Rules
2144 ----------------------
2146 Any memory access must be done through a pointer value associated with
2147 an address range of the memory access, otherwise the behavior is
2148 undefined. Pointer values are associated with address ranges according
2149 to the following rules:
2151 -  A pointer value is associated with the addresses associated with any
2152    value it is *based* on.
2153 -  An address of a global variable is associated with the address range
2154    of the variable's storage.
2155 -  The result value of an allocation instruction is associated with the
2156    address range of the allocated storage.
2157 -  A null pointer in the default address-space is associated with no
2158    address.
2159 -  An integer constant other than zero or a pointer value returned from
2160    a function not defined within LLVM may be associated with address
2161    ranges allocated through mechanisms other than those provided by
2162    LLVM. Such ranges shall not overlap with any ranges of addresses
2163    allocated by mechanisms provided by LLVM.
2165 A pointer value is *based* on another pointer value according to the
2166 following rules:
2168 -  A pointer value formed from a scalar ``getelementptr`` operation is *based* on
2169    the pointer-typed operand of the ``getelementptr``.
2170 -  The pointer in lane *l* of the result of a vector ``getelementptr`` operation
2171    is *based* on the pointer in lane *l* of the vector-of-pointers-typed operand
2172    of the ``getelementptr``.
2173 -  The result value of a ``bitcast`` is *based* on the operand of the
2174    ``bitcast``.
2175 -  A pointer value formed by an ``inttoptr`` is *based* on all pointer
2176    values that contribute (directly or indirectly) to the computation of
2177    the pointer's value.
2178 -  The "*based* on" relationship is transitive.
2180 Note that this definition of *"based"* is intentionally similar to the
2181 definition of *"based"* in C99, though it is slightly weaker.
2183 LLVM IR does not associate types with memory. The result type of a
2184 ``load`` merely indicates the size and alignment of the memory from
2185 which to load, as well as the interpretation of the value. The first
2186 operand type of a ``store`` similarly only indicates the size and
2187 alignment of the store.
2189 Consequently, type-based alias analysis, aka TBAA, aka
2190 ``-fstrict-aliasing``, is not applicable to general unadorned LLVM IR.
2191 :ref:`Metadata <metadata>` may be used to encode additional information
2192 which specialized optimization passes may use to implement type-based
2193 alias analysis.
2195 .. _volatile:
2197 Volatile Memory Accesses
2198 ------------------------
2200 Certain memory accesses, such as :ref:`load <i_load>`'s,
2201 :ref:`store <i_store>`'s, and :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>`'s may be
2202 marked ``volatile``. The optimizers must not change the number of
2203 volatile operations or change their order of execution relative to other
2204 volatile operations. The optimizers *may* change the order of volatile
2205 operations relative to non-volatile operations. This is not Java's
2206 "volatile" and has no cross-thread synchronization behavior.
2208 A volatile load or store may have additional target-specific semantics.
2209 Any volatile operation can have side effects, and any volatile operation
2210 can read and/or modify state which is not accessible via a regular load
2211 or store in this module. Volatile operations may use addresses which do
2212 not point to memory (like MMIO registers). This means the compiler may
2213 not use a volatile operation to prove a non-volatile access to that
2214 address has defined behavior.
2216 The allowed side-effects for volatile accesses are limited.  If a
2217 non-volatile store to a given address would be legal, a volatile
2218 operation may modify the memory at that address. A volatile operation
2219 may not modify any other memory accessible by the module being compiled.
2220 A volatile operation may not call any code in the current module.
2222 The compiler may assume execution will continue after a volatile operation,
2223 so operations which modify memory or may have undefined behavior can be
2224 hoisted past a volatile operation.
2226 IR-level volatile loads and stores cannot safely be optimized into
2227 llvm.memcpy or llvm.memmove intrinsics even when those intrinsics are
2228 flagged volatile. Likewise, the backend should never split or merge
2229 target-legal volatile load/store instructions.
2231 .. admonition:: Rationale
2233  Platforms may rely on volatile loads and stores of natively supported
2234  data width to be executed as single instruction. For example, in C
2235  this holds for an l-value of volatile primitive type with native
2236  hardware support, but not necessarily for aggregate types. The
2237  frontend upholds these expectations, which are intentionally
2238  unspecified in the IR. The rules above ensure that IR transformations
2239  do not violate the frontend's contract with the language.
2241 .. _memmodel:
2243 Memory Model for Concurrent Operations
2244 --------------------------------------
2246 The LLVM IR does not define any way to start parallel threads of
2247 execution or to register signal handlers. Nonetheless, there are
2248 platform-specific ways to create them, and we define LLVM IR's behavior
2249 in their presence. This model is inspired by the C++0x memory model.
2251 For a more informal introduction to this model, see the :doc:`Atomics`.
2253 We define a *happens-before* partial order as the least partial order
2254 that
2256 -  Is a superset of single-thread program order, and
2257 -  When a *synchronizes-with* ``b``, includes an edge from ``a`` to
2258    ``b``. *Synchronizes-with* pairs are introduced by platform-specific
2259    techniques, like pthread locks, thread creation, thread joining,
2260    etc., and by atomic instructions. (See also :ref:`Atomic Memory Ordering
2261    Constraints <ordering>`).
2263 Note that program order does not introduce *happens-before* edges
2264 between a thread and signals executing inside that thread.
2266 Every (defined) read operation (load instructions, memcpy, atomic
2267 loads/read-modify-writes, etc.) R reads a series of bytes written by
2268 (defined) write operations (store instructions, atomic
2269 stores/read-modify-writes, memcpy, etc.). For the purposes of this
2270 section, initialized globals are considered to have a write of the
2271 initializer which is atomic and happens before any other read or write
2272 of the memory in question. For each byte of a read R, R\ :sub:`byte`
2273 may see any write to the same byte, except:
2275 -  If write\ :sub:`1`  happens before write\ :sub:`2`, and
2276    write\ :sub:`2` happens before R\ :sub:`byte`, then
2277    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`1`.
2278 -  If R\ :sub:`byte` happens before write\ :sub:`3`, then
2279    R\ :sub:`byte` does not see write\ :sub:`3`.
2281 Given that definition, R\ :sub:`byte` is defined as follows:
2283 -  If R is volatile, the result is target-dependent. (Volatile is
2284    supposed to give guarantees which can support ``sig_atomic_t`` in
2285    C/C++, and may be used for accesses to addresses that do not behave
2286    like normal memory. It does not generally provide cross-thread
2287    synchronization.)
2288 -  Otherwise, if there is no write to the same byte that happens before
2289    R\ :sub:`byte`, R\ :sub:`byte` returns ``undef`` for that byte.
2290 -  Otherwise, if R\ :sub:`byte` may see exactly one write,
2291    R\ :sub:`byte` returns the value written by that write.
2292 -  Otherwise, if R is atomic, and all the writes R\ :sub:`byte` may
2293    see are atomic, it chooses one of the values written. See the :ref:`Atomic
2294    Memory Ordering Constraints <ordering>` section for additional
2295    constraints on how the choice is made.
2296 -  Otherwise R\ :sub:`byte` returns ``undef``.
2298 R returns the value composed of the series of bytes it read. This
2299 implies that some bytes within the value may be ``undef`` **without**
2300 the entire value being ``undef``. Note that this only defines the
2301 semantics of the operation; it doesn't mean that targets will emit more
2302 than one instruction to read the series of bytes.
2304 Note that in cases where none of the atomic intrinsics are used, this
2305 model places only one restriction on IR transformations on top of what
2306 is required for single-threaded execution: introducing a store to a byte
2307 which might not otherwise be stored is not allowed in general.
2308 (Specifically, in the case where another thread might write to and read
2309 from an address, introducing a store can change a load that may see
2310 exactly one write into a load that may see multiple writes.)
2312 .. _ordering:
2314 Atomic Memory Ordering Constraints
2315 ----------------------------------
2317 Atomic instructions (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>`,
2318 :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`, :ref:`fence <i_fence>`,
2319 :ref:`atomic load <i_load>`, and :ref:`atomic store <i_store>`) take
2320 ordering parameters that determine which other atomic instructions on
2321 the same address they *synchronize with*. These semantics are borrowed
2322 from Java and C++0x, but are somewhat more colloquial. If these
2323 descriptions aren't precise enough, check those specs (see spec
2324 references in the :doc:`atomics guide <Atomics>`).
2325 :ref:`fence <i_fence>` instructions treat these orderings somewhat
2326 differently since they don't take an address. See that instruction's
2327 documentation for details.
2329 For a simpler introduction to the ordering constraints, see the
2330 :doc:`Atomics`.
2332 ``unordered``
2333     The set of values that can be read is governed by the happens-before
2334     partial order. A value cannot be read unless some operation wrote
2335     it. This is intended to provide a guarantee strong enough to model
2336     Java's non-volatile shared variables. This ordering cannot be
2337     specified for read-modify-write operations; it is not strong enough
2338     to make them atomic in any interesting way.
2339 ``monotonic``
2340     In addition to the guarantees of ``unordered``, there is a single
2341     total order for modifications by ``monotonic`` operations on each
2342     address. All modification orders must be compatible with the
2343     happens-before order. There is no guarantee that the modification
2344     orders can be combined to a global total order for the whole program
2345     (and this often will not be possible). The read in an atomic
2346     read-modify-write operation (:ref:`cmpxchg <i_cmpxchg>` and
2347     :ref:`atomicrmw <i_atomicrmw>`) reads the value in the modification
2348     order immediately before the value it writes. If one atomic read
2349     happens before another atomic read of the same address, the later
2350     read must see the same value or a later value in the address's
2351     modification order. This disallows reordering of ``monotonic`` (or
2352     stronger) operations on the same address. If an address is written
2353     ``monotonic``-ally by one thread, and other threads ``monotonic``-ally
2354     read that address repeatedly, the other threads must eventually see
2355     the write. This corresponds to the C++0x/C1x
2356     ``memory_order_relaxed``.
2357 ``acquire``
2358     In addition to the guarantees of ``monotonic``, a
2359     *synchronizes-with* edge may be formed with a ``release`` operation.
2360     This is intended to model C++'s ``memory_order_acquire``.
2361 ``release``
2362     In addition to the guarantees of ``monotonic``, if this operation
2363     writes a value which is subsequently read by an ``acquire``
2364     operation, it *synchronizes-with* that operation. (This isn't a
2365     complete description; see the C++0x definition of a release
2366     sequence.) This corresponds to the C++0x/C1x
2367     ``memory_order_release``.
2368 ``acq_rel`` (acquire+release)
2369     Acts as both an ``acquire`` and ``release`` operation on its
2370     address. This corresponds to the C++0x/C1x ``memory_order_acq_rel``.
2371 ``seq_cst`` (sequentially consistent)
2372     In addition to the guarantees of ``acq_rel`` (``acquire`` for an
2373     operation that only reads, ``release`` for an operation that only
2374     writes), there is a global total order on all
2375     sequentially-consistent operations on all addresses, which is
2376     consistent with the *happens-before* partial order and with the
2377     modification orders of all the affected addresses. Each
2378     sequentially-consistent read sees the last preceding write to the
2379     same address in this global order. This corresponds to the C++0x/C1x
2380     ``memory_order_seq_cst`` and Java volatile.
2382 .. _syncscope:
2384 If an atomic operation is marked ``syncscope("singlethread")``, it only
2385 *synchronizes with* and only participates in the seq\_cst total orderings of
2386 other operations running in the same thread (for example, in signal handlers).
2388 If an atomic operation is marked ``syncscope("<target-scope>")``, where
2389 ``<target-scope>`` is a target specific synchronization scope, then it is target
2390 dependent if it *synchronizes with* and participates in the seq\_cst total
2391 orderings of other operations.
2393 Otherwise, an atomic operation that is not marked ``syncscope("singlethread")``
2394 or ``syncscope("<target-scope>")`` *synchronizes with* and participates in the
2395 seq\_cst total orderings of other operations that are not marked
2396 ``syncscope("singlethread")`` or ``syncscope("<target-scope>")``.
2398 .. _floatenv:
2400 Floating-Point Environment
2401 --------------------------
2403 The default LLVM floating-point environment assumes that floating-point
2404 instructions do not have side effects. Results assume the round-to-nearest
2405 rounding mode. No floating-point exception state is maintained in this
2406 environment. Therefore, there is no attempt to create or preserve invalid
2407 operation (SNaN) or division-by-zero exceptions.
2409 The benefit of this exception-free assumption is that floating-point
2410 operations may be speculated freely without any other fast-math relaxations
2411 to the floating-point model.
2413 Code that requires different behavior than this should use the
2414 :ref:`Constrained Floating-Point Intrinsics <constrainedfp>`.
2416 .. _fastmath:
2418 Fast-Math Flags
2419 ---------------
2421 LLVM IR floating-point operations (:ref:`fadd <i_fadd>`,
2422 :ref:`fsub <i_fsub>`, :ref:`fmul <i_fmul>`, :ref:`fdiv <i_fdiv>`,
2423 :ref:`frem <i_frem>`, :ref:`fcmp <i_fcmp>`) and :ref:`call <i_call>`
2424 may use the following flags to enable otherwise unsafe
2425 floating-point transformations.
2427 ``nnan``
2428    No NaNs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2429    NaN. If an argument is a nan, or the result would be a nan, it produces
2430    a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2432 ``ninf``
2433    No Infs - Allow optimizations to assume the arguments and result are not
2434    +/-Inf. If an argument is +/-Inf, or the result would be +/-Inf, it
2435    produces a :ref:`poison value <poisonvalues>` instead.
2437 ``nsz``
2438    No Signed Zeros - Allow optimizations to treat the sign of a zero
2439    argument or result as insignificant.
2441 ``arcp``
2442    Allow Reciprocal - Allow optimizations to use the reciprocal of an
2443    argument rather than perform division.
2445 ``contract``
2446    Allow floating-point contraction (e.g. fusing a multiply followed by an
2447    addition into a fused multiply-and-add).
2449 ``afn``
2450    Approximate functions - Allow substitution of approximate calculations for
2451    functions (sin, log, sqrt, etc). See floating-point intrinsic definitions
2452    for places where this can apply to LLVM's intrinsic math functions.
2454 ``reassoc``
2455    Allow reassociation transformations for floating-point instructions.
2456    This may dramatically change results in floating-point.
2458 ``fast``
2459    This flag implies all of the others.
2461 .. _uselistorder:
2463 Use-list Order Directives
2464 -------------------------
2466 Use-list directives encode the in-memory order of each use-list, allowing the
2467 order to be recreated. ``<order-indexes>`` is a comma-separated list of
2468 indexes that are assigned to the referenced value's uses. The referenced
2469 value's use-list is immediately sorted by these indexes.
2471 Use-list directives may appear at function scope or global scope. They are not
2472 instructions, and have no effect on the semantics of the IR. When they're at
2473 function scope, they must appear after the terminator of the final basic block.
2475 If basic blocks have their address taken via ``blockaddress()`` expressions,
2476 ``uselistorder_bb`` can be used to reorder their use-lists from outside their
2477 function's scope.
2479 :Syntax:
2483     uselistorder <ty> <value>, { <order-indexes> }
2484     uselistorder_bb @function, %block { <order-indexes> }
2486 :Examples:
2490     define void @foo(i32 %arg1, i32 %arg2) {
2491     entry:
2492       ; ... instructions ...
2493     bb:
2494       ; ... instructions ...
2496       ; At function scope.
2497       uselistorder i32 %arg1, { 1, 0, 2 }
2498       uselistorder label %bb, { 1, 0 }
2499     }
2501     ; At global scope.
2502     uselistorder i32* @global, { 1, 2, 0 }
2503     uselistorder i32 7, { 1, 0 }
2504     uselistorder i32 (i32) @bar, { 1, 0 }
2505     uselistorder_bb @foo, %bb, { 5, 1, 3, 2, 0, 4 }
2507 .. _source_filename:
2509 Source Filename
2510 ---------------
2512 The *source filename* string is set to the original module identifier,
2513 which will be the name of the compiled source file when compiling from
2514 source through the clang front end, for example. It is then preserved through
2515 the IR and bitcode.
2517 This is currently necessary to generate a consistent unique global
2518 identifier for local functions used in profile data, which prepends the
2519 source file name to the local function name.
2521 The syntax for the source file name is simply:
2523 .. code-block:: text
2525     source_filename = "/path/to/source.c"
2527 .. _typesystem:
2529 Type System
2530 ===========
2532 The LLVM type system is one of the most important features of the
2533 intermediate representation. Being typed enables a number of
2534 optimizations to be performed on the intermediate representation
2535 directly, without having to do extra analyses on the side before the
2536 transformation. A strong type system makes it easier to read the
2537 generated code and enables novel analyses and transformations that are
2538 not feasible to perform on normal three address code representations.
2540 .. _t_void:
2542 Void Type
2543 ---------
2545 :Overview:
2548 The void type does not represent any value and has no size.
2550 :Syntax:
2555       void
2558 .. _t_function:
2560 Function Type
2561 -------------
2563 :Overview:
2566 The function type can be thought of as a function signature. It consists of a
2567 return type and a list of formal parameter types. The return type of a function
2568 type is a void type or first class type --- except for :ref:`label <t_label>`
2569 and :ref:`metadata <t_metadata>` types.
2571 :Syntax:
2575       <returntype> (<parameter list>)
2577 ...where '``<parameter list>``' is a comma-separated list of type
2578 specifiers. Optionally, the parameter list may include a type ``...``, which
2579 indicates that the function takes a variable number of arguments. Variable
2580 argument functions can access their arguments with the :ref:`variable argument
2581 handling intrinsic <int_varargs>` functions. '``<returntype>``' is any type
2582 except :ref:`label <t_label>` and :ref:`metadata <t_metadata>`.
2584 :Examples:
2586 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2587 | ``i32 (i32)``                   | function taking an ``i32``, returning an ``i32``                                                                                                                    |
2588 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2589 | ``float (i16, i32 *) *``        | :ref:`Pointer <t_pointer>` to a function that takes an ``i16`` and a :ref:`pointer <t_pointer>` to ``i32``, returning ``float``.                                    |
2590 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2591 | ``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. |
2592 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2593 | ``{i32, i32} (i32)``            | A function taking an ``i32``, returning a :ref:`structure <t_struct>` containing two ``i32`` values                                                                 |
2594 +---------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2596 .. _t_firstclass:
2598 First Class Types
2599 -----------------
2601 The :ref:`first class <t_firstclass>` types are perhaps the most important.
2602 Values of these types are the only ones which can be produced by
2603 instructions.
2605 .. _t_single_value:
2607 Single Value Types
2608 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^
2610 These are the types that are valid in registers from CodeGen's perspective.
2612 .. _t_integer:
2614 Integer Type
2615 """"""""""""
2617 :Overview:
2619 The integer type is a very simple type that simply specifies an
2620 arbitrary bit width for the integer type desired. Any bit width from 1
2621 bit to 2\ :sup:`23`\ -1 (about 8 million) can be specified.
2623 :Syntax:
2627       iN
2629 The number of bits the integer will occupy is specified by the ``N``
2630 value.
2632 Examples:
2633 *********
2635 +----------------+------------------------------------------------+
2636 | ``i1``         | a single-bit integer.                          |
2637 +----------------+------------------------------------------------+
2638 | ``i32``        | a 32-bit integer.                              |
2639 +----------------+------------------------------------------------+
2640 | ``i1942652``   | a really big integer of over 1 million bits.   |
2641 +----------------+------------------------------------------------+
2643 .. _t_floating:
2645 Floating-Point Types
2646 """"""""""""""""""""
2648 .. list-table::
2649    :header-rows: 1
2651    * - Type
2652      - Description
2654    * - ``half``
2655      - 16-bit floating-point value
2657    * - ``float``
2658      - 32-bit floating-point value
2660    * - ``double``
2661      - 64-bit floating-point value
2663    * - ``fp128``
2664      - 128-bit floating-point value (112-bit mantissa)
2666    * - ``x86_fp80``
2667      -  80-bit floating-point value (X87)
2669    * - ``ppc_fp128``
2670      - 128-bit floating-point value (two 64-bits)
2672 The binary format of half, float, double, and fp128 correspond to the
2673 IEEE-754-2008 specifications for binary16, binary32, binary64, and binary128
2674 respectively.
2676 X86_mmx Type
2677 """"""""""""
2679 :Overview:
2681 The x86_mmx type represents a value held in an MMX register on an x86
2682 machine. The operations allowed on it are quite limited: parameters and
2683 return values, load and store, and bitcast. User-specified MMX
2684 instructions are represented as intrinsic or asm calls with arguments
2685 and/or results of this type. There are no arrays, vectors or constants
2686 of this type.
2688 :Syntax:
2692       x86_mmx
2695 .. _t_pointer:
2697 Pointer Type
2698 """"""""""""
2700 :Overview:
2702 The pointer type is used to specify memory locations. Pointers are
2703 commonly used to reference objects in memory.
2705 Pointer types may have an optional address space attribute defining the
2706 numbered address space where the pointed-to object resides. The default
2707 address space is number zero. The semantics of non-zero address spaces
2708 are target-specific.
2710 Note that LLVM does not permit pointers to void (``void*``) nor does it
2711 permit pointers to labels (``label*``). Use ``i8*`` instead.
2713 :Syntax:
2717       <type> *
2719 :Examples:
2721 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2722 | ``[4 x i32]*``          | A :ref:`pointer <t_pointer>` to :ref:`array <t_array>` of four ``i32`` values.                               |
2723 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2724 | ``i32 (i32*) *``        | A :ref:`pointer <t_pointer>` to a :ref:`function <t_function>` that takes an ``i32*``, returning an ``i32``. |
2725 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2726 | ``i32 addrspace(5)*``   | A :ref:`pointer <t_pointer>` to an ``i32`` value that resides in address space #5.                           |
2727 +-------------------------+--------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2729 .. _t_vector:
2731 Vector Type
2732 """""""""""
2734 :Overview:
2736 A vector type is a simple derived type that represents a vector of
2737 elements. Vector types are used when multiple primitive data are
2738 operated in parallel using a single instruction (SIMD). A vector type
2739 requires a size (number of elements), an underlying primitive data type,
2740 and a scalable property to represent vectors where the exact hardware
2741 vector length is unknown at compile time. Vector types are considered
2742 :ref:`first class <t_firstclass>`.
2744 :Syntax:
2748       < <# elements> x <elementtype> >          ; Fixed-length vector
2749       < vscale x <# elements> x <elementtype> > ; Scalable vector
2751 The number of elements is a constant integer value larger than 0;
2752 elementtype may be any integer, floating-point or pointer type. Vectors
2753 of size zero are not allowed. For scalable vectors, the total number of
2754 elements is a constant multiple (called vscale) of the specified number
2755 of elements; vscale is a positive integer that is unknown at compile time
2756 and the same hardware-dependent constant for all scalable vectors at run
2757 time. The size of a specific scalable vector type is thus constant within
2758 IR, even if the exact size in bytes cannot be determined until run time.
2760 :Examples:
2762 +------------------------+----------------------------------------------------+
2763 | ``<4 x i32>``          | Vector of 4 32-bit integer values.                 |
2764 +------------------------+----------------------------------------------------+
2765 | ``<8 x float>``        | Vector of 8 32-bit floating-point values.          |
2766 +------------------------+----------------------------------------------------+
2767 | ``<2 x i64>``          | Vector of 2 64-bit integer values.                 |
2768 +------------------------+----------------------------------------------------+
2769 | ``<4 x i64*>``         | Vector of 4 pointers to 64-bit integer values.     |
2770 +------------------------+----------------------------------------------------+
2771 | ``<vscale x 4 x i32>`` | Vector with a multiple of 4 32-bit integer values. |
2772 +------------------------+----------------------------------------------------+
2774 .. _t_label:
2776 Label Type
2777 ^^^^^^^^^^
2779 :Overview:
2781 The label type represents code labels.
2783 :Syntax:
2787       label
2789 .. _t_token:
2791 Token Type
2792 ^^^^^^^^^^
2794 :Overview:
2796 The token type is used when a value is associated with an instruction
2797 but all uses of the value must not attempt to introspect or obscure it.
2798 As such, it is not appropriate to have a :ref:`phi <i_phi>` or
2799 :ref:`select <i_select>` of type token.
2801 :Syntax:
2805       token
2809 .. _t_metadata:
2811 Metadata Type
2812 ^^^^^^^^^^^^^
2814 :Overview:
2816 The metadata type represents embedded metadata. No derived types may be
2817 created from metadata except for :ref:`function <t_function>` arguments.
2819 :Syntax:
2823       metadata
2825 .. _t_aggregate:
2827 Aggregate Types
2828 ^^^^^^^^^^^^^^^
2830 Aggregate Types are a subset of derived types that can contain multiple
2831 member types. :ref:`Arrays <t_array>` and :ref:`structs <t_struct>` are
2832 aggregate types. :ref:`Vectors <t_vector>` are not considered to be
2833 aggregate types.
2835 .. _t_array:
2837 Array Type
2838 """"""""""
2840 :Overview:
2842 The array type is a very simple derived type that arranges elements
2843 sequentially in memory. The array type requires a size (number of
2844 elements) and an underlying data type.
2846 :Syntax:
2850       [<# elements> x <elementtype>]
2852 The number of elements is a constant integer value; ``elementtype`` may
2853 be any type with a size.
2855 :Examples:
2857 +------------------+--------------------------------------+
2858 | ``[40 x i32]``   | Array of 40 32-bit integer values.   |
2859 +------------------+--------------------------------------+
2860 | ``[41 x i32]``   | Array of 41 32-bit integer values.   |
2861 +------------------+--------------------------------------+
2862 | ``[4 x i8]``     | Array of 4 8-bit integer values.     |
2863 +------------------+--------------------------------------+
2865 Here are some examples of multidimensional arrays:
2867 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2868 | ``[3 x [4 x i32]]``         | 3x4 array of 32-bit integer values.                      |
2869 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2870 | ``[12 x [10 x float]]``     | 12x10 array of single precision floating-point values.   |
2871 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2872 | ``[2 x [3 x [4 x i16]]]``   | 2x3x4 array of 16-bit integer values.                    |
2873 +-----------------------------+----------------------------------------------------------+
2875 There is no restriction on indexing beyond the end of the array implied
2876 by a static type (though there are restrictions on indexing beyond the
2877 bounds of an allocated object in some cases). This means that
2878 single-dimension 'variable sized array' addressing can be implemented in
2879 LLVM with a zero length array type. An implementation of 'pascal style
2880 arrays' in LLVM could use the type "``{ i32, [0 x float]}``", for
2881 example.
2883 .. _t_struct:
2885 Structure Type
2886 """"""""""""""
2888 :Overview:
2890 The structure type is used to represent a collection of data members
2891 together in memory. The elements of a structure may be any type that has
2892 a size.
2894 Structures in memory are accessed using '``load``' and '``store``' by
2895 getting a pointer to a field with the '``getelementptr``' instruction.
2896 Structures in registers are accessed using the '``extractvalue``' and
2897 '``insertvalue``' instructions.
2899 Structures may optionally be "packed" structures, which indicate that
2900 the alignment of the struct is one byte, and that there is no padding
2901 between the elements. In non-packed structs, padding between field types
2902 is inserted as defined by the DataLayout string in the module, which is
2903 required to match what the underlying code generator expects.
2905 Structures can either be "literal" or "identified". A literal structure
2906 is defined inline with other types (e.g. ``{i32, i32}*``) whereas
2907 identified types are always defined at the top level with a name.
2908 Literal types are uniqued by their contents and can never be recursive
2909 or opaque since there is no way to write one. Identified types can be
2910 recursive, can be opaqued, and are never uniqued.
2912 :Syntax:
2916       %T1 = type { <type list> }     ; Identified normal struct type
2917       %T2 = type <{ <type list> }>   ; Identified packed struct type
2919 :Examples:
2921 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2922 | ``{ i32, i32, i32 }``        | A triple of three ``i32`` values                                                                                                                                                      |
2923 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2924 | ``{ 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``.  |
2925 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2926 | ``<{ i8, i32 }>``            | A packed struct known to be 5 bytes in size.                                                                                                                                          |
2927 +------------------------------+---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------+
2929 .. _t_opaque:
2931 Opaque Structure Types
2932 """"""""""""""""""""""
2934 :Overview:
2936 Opaque structure types are used to represent named structure types that
2937 do not have a body specified. This corresponds (for example) to the C
2938 notion of a forward declared structure.
2940 :Syntax:
2944       %X = type opaque
2945       %52 = type opaque
2947 :Examples:
2949 +--------------+-------------------+
2950 | ``opaque``   | An opaque type.   |
2951 +--------------+-------------------+
2953 .. _constants:
2955 Constants
2956 =========
2958 LLVM has several different basic types of constants. This section
2959 describes them all and their syntax.
2961 Simple Constants
2962 ----------------
2964 **Boolean constants**
2965     The two strings '``true``' and '``false``' are both valid constants
2966     of the ``i1`` type.
2967 **Integer constants**
2968     Standard integers (such as '4') are constants of the
2969     :ref:`integer <t_integer>` type. Negative numbers may be used with
2970     integer types.
2971 **Floating-point constants**
2972     Floating-point constants use standard decimal notation (e.g.
2973     123.421), exponential notation (e.g. 1.23421e+2), or a more precise
2974     hexadecimal notation (see below). The assembler requires the exact
2975     decimal value of a floating-point constant. For example, the
2976     assembler accepts 1.25 but rejects 1.3 because 1.3 is a repeating
2977     decimal in binary. Floating-point constants must have a
2978     :ref:`floating-point <t_floating>` type.
2979 **Null pointer constants**
2980     The identifier '``null``' is recognized as a null pointer constant
2981     and must be of :ref:`pointer type <t_pointer>`.
2982 **Token constants**
2983     The identifier '``none``' is recognized as an empty token constant
2984     and must be of :ref:`token type <t_token>`.
2986 The one non-intuitive notation for constants is the hexadecimal form of
2987 floating-point constants. For example, the form
2988 '``double    0x432ff973cafa8000``' is equivalent to (but harder to read
2989 than) '``double 4.5e+15``'. The only time hexadecimal floating-point
2990 constants are required (and the only time that they are generated by the
2991 disassembler) is when a floating-point constant must be emitted but it
2992 cannot be represented as a decimal floating-point number in a reasonable
2993 number of digits. For example, NaN's, infinities, and other special
2994 values are represented in their IEEE hexadecimal format so that assembly
2995 and disassembly do not cause any bits to change in the constants.
2997 When using the hexadecimal form, constants of types half, float, and
2998 double are represented using the 16-digit form shown above (which
2999 matches the IEEE754 representation for double); half and float values
3000 must, however, be exactly representable as IEEE 754 half and single
3001 precision, respectively. Hexadecimal format is always used for long
3002 double, and there are three forms of long double. The 80-bit format used
3003 by x86 is represented as ``0xK`` followed by 20 hexadecimal digits. The
3004 128-bit format used by PowerPC (two adjacent doubles) is represented by
3005 ``0xM`` followed by 32 hexadecimal digits. The IEEE 128-bit format is
3006 represented by ``0xL`` followed by 32 hexadecimal digits. Long doubles
3007 will only work if they match the long double format on your target.
3008 The IEEE 16-bit format (half precision) is represented by ``0xH``
3009 followed by 4 hexadecimal digits. All hexadecimal formats are big-endian
3010 (sign bit at the left).
3012 There are no constants of type x86_mmx.
3014 .. _complexconstants:
3016 Complex Constants
3017 -----------------
3019 Complex constants are a (potentially recursive) combination of simple
3020 constants and smaller complex constants.
3022 **Structure constants**
3023     Structure constants are represented with notation similar to
3024     structure type definitions (a comma separated list of elements,
3025     surrounded by braces (``{}``)). For example:
3026     "``{ i32 4, float 17.0, i32* @G }``", where "``@G``" is declared as
3027     "``@G = external global i32``". Structure constants must have
3028     :ref:`structure type <t_struct>`, and the number and types of elements
3029     must match those specified by the type.
3030 **Array constants**
3031     Array constants are represented with notation similar to array type
3032     definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3033     square brackets (``[]``)). For example:
3034     "``[ i32 42, i32 11, i32 74 ]``". Array constants must have
3035     :ref:`array type <t_array>`, and the number and types of elements must
3036     match those specified by the type. As a special case, character array
3037     constants may also be represented as a double-quoted string using the ``c``
3038     prefix. For example: "``c"Hello World\0A\00"``".
3039 **Vector constants**
3040     Vector constants are represented with notation similar to vector
3041     type definitions (a comma separated list of elements, surrounded by
3042     less-than/greater-than's (``<>``)). For example:
3043     "``< i32 42, i32 11, i32 74, i32 100 >``". Vector constants
3044     must have :ref:`vector type <t_vector>`, and the number and types of
3045     elements must match those specified by the type.
3046 **Zero initialization**
3047     The string '``zeroinitializer``' can be used to zero initialize a
3048     value to zero of *any* type, including scalar and
3049     :ref:`aggregate <t_aggregate>` types. This is often used to avoid
3050     having to print large zero initializers (e.g. for large arrays) and
3051     is always exactly equivalent to using explicit zero initializers.
3052 **Metadata node**
3053     A metadata node is a constant tuple without types. For example:
3054     "``!{!0, !{!2, !0}, !"test"}``". Metadata can reference constant values,
3055     for example: "``!{!0, i32 0, i8* @global, i64 (i64)* @function, !"str"}``".
3056     Unlike other typed constants that are meant to be interpreted as part of
3057     the instruction stream, metadata is a place to attach additional
3058     information such as debug info.
3060 Global Variable and Function Addresses
3061 --------------------------------------
3063 The addresses of :ref:`global variables <globalvars>` and
3064 :ref:`functions <functionstructure>` are always implicitly valid
3065 (link-time) constants. These constants are explicitly referenced when
3066 the :ref:`identifier for the global <identifiers>` is used and always have
3067 :ref:`pointer <t_pointer>` type. For example, the following is a legal LLVM
3068 file:
3070 .. code-block:: llvm
3072     @X = global i32 17
3073     @Y = global i32 42
3074     @Z = global [2 x i32*] [ i32* @X, i32* @Y ]
3076 .. _undefvalues:
3078 Undefined Values
3079 ----------------
3081 The string '``undef``' can be used anywhere a constant is expected, and
3082 indicates that the user of the value may receive an unspecified
3083 bit-pattern. Undefined values may be of any type (other than '``label``'
3084 or '``void``') and be used anywhere a constant is permitted.
3086 Undefined values are useful because they indicate to the compiler that
3087 the program is well defined no matter what value is used. This gives the
3088 compiler more freedom to optimize. Here are some examples of
3089 (potentially surprising) transformations that are valid (in pseudo IR):
3091 .. code-block:: llvm
3093       %A = add %X, undef
3094       %B = sub %X, undef
3095       %C = xor %X, undef
3096     Safe:
3097       %A = undef
3098       %B = undef
3099       %C = undef
3101 This is safe because all of the output bits are affected by the undef
3102 bits. Any output bit can have a zero or one depending on the input bits.
3104 .. code-block:: llvm
3106       %A = or %X, undef
3107       %B = and %X, undef
3108     Safe:
3109       %A = -1
3110       %B = 0
3111     Safe:
3112       %A = %X  ;; By choosing undef as 0
3113       %B = %X  ;; By choosing undef as -1
3114     Unsafe:
3115       %A = undef
3116       %B = undef
3118 These logical operations have bits that are not always affected by the
3119 input. For example, if ``%X`` has a zero bit, then the output of the
3120 '``and``' operation will always be a zero for that bit, no matter what
3121 the corresponding bit from the '``undef``' is. As such, it is unsafe to
3122 optimize or assume that the result of the '``and``' is '``undef``'.
3123 However, it is safe to assume that all bits of the '``undef``' could be
3124 0, and optimize the '``and``' to 0. Likewise, it is safe to assume that
3125 all the bits of the '``undef``' operand to the '``or``' could be set,
3126 allowing the '``or``' to be folded to -1.
3128 .. code-block:: llvm
3130       %A = select undef, %X, %Y
3131       %B = select undef, 42, %Y
3132       %C = select %X, %Y, undef
3133     Safe:
3134       %A = %X     (or %Y)
3135       %B = 42     (or %Y)
3136       %C = %Y
3137     Unsafe:
3138       %A = undef
3139       %B = undef
3140       %C = undef
3142 This set of examples shows that undefined '``select``' (and conditional
3143 branch) conditions can go *either way*, but they have to come from one
3144 of the two operands. In the ``%A`` example, if ``%X`` and ``%Y`` were
3145 both known to have a clear low bit, then ``%A`` would have to have a
3146 cleared low bit. However, in the ``%C`` example, the optimizer is
3147 allowed to assume that the '``undef``' operand could be the same as
3148 ``%Y``, allowing the whole '``select``' to be eliminated.
3150 .. code-block:: text
3152       %A = xor undef, undef
3154       %B = undef
3155       %C = xor %B, %B
3157       %D = undef
3158       %E = icmp slt %D, 4
3159       %F = icmp gte %D, 4
3161     Safe:
3162       %A = undef
3163       %B = undef
3164       %C = undef
3165       %D = undef
3166       %E = undef
3167       %F = undef
3169 This example points out that two '``undef``' operands are not
3170 necessarily the same. This can be surprising to people (and also matches
3171 C semantics) where they assume that "``X^X``" is always zero, even if
3172 ``X`` is undefined. This isn't true for a number of reasons, but the
3173 short answer is that an '``undef``' "variable" can arbitrarily change
3174 its value over its "live range". This is true because the variable
3175 doesn't actually *have a live range*. Instead, the value is logically
3176 read from arbitrary registers that happen to be around when needed, so
3177 the value is not necessarily consistent over time. In fact, ``%A`` and
3178 ``%C`` need to have the same semantics or the core LLVM "replace all
3179 uses with" concept would not hold.
3181 .. code-block:: llvm
3183       %A = sdiv undef, %X
3184       %B = sdiv %X, undef
3185     Safe:
3186       %A = 0
3187     b: unreachable
3189 These examples show the crucial difference between an *undefined value*
3190 and *undefined behavior*. An undefined value (like '``undef``') is
3191 allowed to have an arbitrary bit-pattern. This means that the ``%A``
3192 operation can be constant folded to '``0``', because the '``undef``'
3193 could be zero, and zero divided by any value is zero.
3194 However, in the second example, we can make a more aggressive
3195 assumption: because the ``undef`` is allowed to be an arbitrary value,
3196 we are allowed to assume that it could be zero. Since a divide by zero
3197 has *undefined behavior*, we are allowed to assume that the operation
3198 does not execute at all. This allows us to delete the divide and all
3199 code after it. Because the undefined operation "can't happen", the
3200 optimizer can assume that it occurs in dead code.
3202 .. code-block:: text
3204     a:  store undef -> %X
3205     b:  store %X -> undef
3206     Safe:
3207     a: <deleted>
3208     b: unreachable
3210 A store *of* an undefined value can be assumed to not have any effect;
3211 we can assume that the value is overwritten with bits that happen to
3212 match what was already there. However, a store *to* an undefined
3213 location could clobber arbitrary memory, therefore, it has undefined
3214 behavior.
3216 .. _poisonvalues:
3218 Poison Values
3219 -------------
3221 Poison values are similar to :ref:`undef values <undefvalues>`, however
3222 they also represent the fact that an instruction or constant expression
3223 that cannot evoke side effects has nevertheless detected a condition
3224 that results in undefined behavior.
3226 There is currently no way of representing a poison value in the IR; they
3227 only exist when produced by operations such as :ref:`add <i_add>` with
3228 the ``nsw`` flag.
3230 Poison value behavior is defined in terms of value *dependence*:
3232 -  Values other than :ref:`phi <i_phi>` nodes depend on their operands.
3233 -  :ref:`Phi <i_phi>` nodes depend on the operand corresponding to
3234    their dynamic predecessor basic block.
3235 -  Function arguments depend on the corresponding actual argument values
3236    in the dynamic callers of their functions.
3237 -  :ref:`Call <i_call>` instructions depend on the :ref:`ret <i_ret>`
3238    instructions that dynamically transfer control back to them.
3239 -  :ref:`Invoke <i_invoke>` instructions depend on the
3240    :ref:`ret <i_ret>`, :ref:`resume <i_resume>`, or exception-throwing
3241    call instructions that dynamically transfer control back to them.
3242 -  Non-volatile loads and stores depend on the most recent stores to all
3243    of the referenced memory addresses, following the order in the IR
3244    (including loads and stores implied by intrinsics such as
3245    :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`.)
3246 -  An instruction with externally visible side effects depends on the
3247    most recent preceding instruction with externally visible side
3248    effects, following the order in the IR. (This includes :ref:`volatile
3249    operations <volatile>`.)
3250 -  An instruction *control-depends* on a :ref:`terminator
3251    instruction <terminators>` if the terminator instruction has
3252    multiple successors and the instruction is always executed when
3253    control transfers to one of the successors, and may not be executed
3254    when control is transferred to another.
3255 -  Additionally, an instruction also *control-depends* on a terminator
3256    instruction if the set of instructions it otherwise depends on would
3257    be different if the terminator had transferred control to a different
3258    successor.
3259 -  Dependence is transitive.
3261 Poison values have the same behavior as :ref:`undef values <undefvalues>`,
3262 with the additional effect that any instruction that has a *dependence*
3263 on a poison value has undefined behavior.
3265 Here are some examples:
3267 .. code-block:: llvm
3269     entry:
3270       %poison = sub nuw i32 0, 1           ; Results in a poison value.
3271       %still_poison = and i32 %poison, 0   ; 0, but also poison.
3272       %poison_yet_again = getelementptr i32, i32* @h, i32 %still_poison
3273       store i32 0, i32* %poison_yet_again  ; memory at @h[0] is poisoned
3275       store i32 %poison, i32* @g           ; Poison value stored to memory.
3276       %poison2 = load i32, i32* @g         ; Poison value loaded back from memory.
3278       store volatile i32 %poison, i32* @g  ; External observation; undefined behavior.
3280       %narrowaddr = bitcast i32* @g to i16*
3281       %wideaddr = bitcast i32* @g to i64*
3282       %poison3 = load i16, i16* %narrowaddr ; Returns a poison value.
3283       %poison4 = load i64, i64* %wideaddr  ; Returns a poison value.
3285       %cmp = icmp slt i32 %poison, 0       ; Returns a poison value.
3286       br i1 %cmp, label %true, label %end  ; Branch to either destination.
3288     true:
3289       store volatile i32 0, i32* @g        ; This is control-dependent on %cmp, so
3290                                            ; it has undefined behavior.
3291       br label %end
3293     end:
3294       %p = phi i32 [ 0, %entry ], [ 1, %true ]
3295                                            ; Both edges into this PHI are
3296                                            ; control-dependent on %cmp, so this
3297                                            ; always results in a poison value.
3299       store volatile i32 0, i32* @g        ; This would depend on the store in %true
3300                                            ; if %cmp is true, or the store in %entry
3301                                            ; otherwise, so this is undefined behavior.
3303       br i1 %cmp, label %second_true, label %second_end
3304                                            ; The same branch again, but this time the
3305                                            ; true block doesn't have side effects.
3307     second_true:
3308       ; No side effects!
3309       ret void
3311     second_end:
3312       store volatile i32 0, i32* @g        ; This time, the instruction always depends
3313                                            ; on the store in %end. Also, it is
3314                                            ; control-equivalent to %end, so this is
3315                                            ; well-defined (ignoring earlier undefined
3316                                            ; behavior in this example).
3318 .. _blockaddress:
3320 Addresses of Basic Blocks
3321 -------------------------
3323 ``blockaddress(@function, %block)``
3325 The '``blockaddress``' constant computes the address of the specified
3326 basic block in the specified function, and always has an ``i8*`` type.
3327 Taking the address of the entry block is illegal.
3329 This value only has defined behavior when used as an operand to the
3330 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`' or ':ref:`callbr <i_callbr>`'instruction, or
3331 for comparisons against null. Pointer equality tests between labels addresses
3332 results in undefined behavior --- though, again, comparison against null is ok,
3333 and no label is equal to the null pointer. This may be passed around as an
3334 opaque pointer sized value as long as the bits are not inspected. This
3335 allows ``ptrtoint`` and arithmetic to be performed on these values so
3336 long as the original value is reconstituted before the ``indirectbr`` or
3337 ``callbr`` instruction.
3339 Finally, some targets may provide defined semantics when using the value
3340 as the operand to an inline assembly, but that is target specific.
3342 .. _constantexprs:
3344 Constant Expressions
3345 --------------------
3347 Constant expressions are used to allow expressions involving other
3348 constants to be used as constants. Constant expressions may be of any
3349 :ref:`first class <t_firstclass>` type and may involve any LLVM operation
3350 that does not have side effects (e.g. load and call are not supported).
3351 The following is the syntax for constant expressions:
3353 ``trunc (CST to TYPE)``
3354     Perform the :ref:`trunc operation <i_trunc>` on constants.
3355 ``zext (CST to TYPE)``
3356     Perform the :ref:`zext operation <i_zext>` on constants.
3357 ``sext (CST to TYPE)``
3358     Perform the :ref:`sext operation <i_sext>` on constants.
3359 ``fptrunc (CST to TYPE)``
3360     Truncate a floating-point constant to another floating-point type.
3361     The size of CST must be larger than the size of TYPE. Both types
3362     must be floating-point.
3363 ``fpext (CST to TYPE)``
3364     Floating-point extend a constant to another type. The size of CST
3365     must be smaller or equal to the size of TYPE. Both types must be
3366     floating-point.
3367 ``fptoui (CST to TYPE)``
3368     Convert a floating-point constant to the corresponding unsigned
3369     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3370     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3371     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3372     value won't fit in the integer type, the result is a
3373     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3374 ``fptosi (CST to TYPE)``
3375     Convert a floating-point constant to the corresponding signed
3376     integer constant. TYPE must be a scalar or vector integer type. CST
3377     must be of scalar or vector floating-point type. Both CST and TYPE
3378     must be scalars, or vectors of the same number of elements. If the
3379     value won't fit in the integer type, the result is a
3380     :ref:`poison value <poisonvalues>`.
3381 ``uitofp (CST to TYPE)``
3382     Convert an unsigned integer constant to the corresponding
3383     floating-point constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point
3384     type.  CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3385     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3386 ``sitofp (CST to TYPE)``
3387     Convert a signed integer constant to the corresponding floating-point
3388     constant. TYPE must be a scalar or vector floating-point type.
3389     CST must be of scalar or vector integer type. Both CST and TYPE must
3390     be scalars, or vectors of the same number of elements.
3391 ``ptrtoint (CST to TYPE)``
3392     Perform the :ref:`ptrtoint operation <i_ptrtoint>` on constants.
3393 ``inttoptr (CST to TYPE)``
3394     Perform the :ref:`inttoptr operation <i_inttoptr>` on constants.
3395     This one is *really* dangerous!
3396 ``bitcast (CST to TYPE)``
3397     Convert a constant, CST, to another TYPE.
3398     The constraints of the operands are the same as those for the
3399     :ref:`bitcast instruction <i_bitcast>`.
3400 ``addrspacecast (CST to TYPE)``
3401     Convert a constant pointer or constant vector of pointer, CST, to another
3402     TYPE in a different address space. The constraints of the operands are the
3403     same as those for the :ref:`addrspacecast instruction <i_addrspacecast>`.
3404 ``getelementptr (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``, ``getelementptr inbounds (TY, CSTPTR, IDX0, IDX1, ...)``
3405     Perform the :ref:`getelementptr operation <i_getelementptr>` on
3406     constants. As with the :ref:`getelementptr <i_getelementptr>`
3407     instruction, the index list may have one or more indexes, which are
3408     required to make sense for the type of "pointer to TY".
3409 ``select (COND, VAL1, VAL2)``
3410     Perform the :ref:`select operation <i_select>` on constants.
3411 ``icmp COND (VAL1, VAL2)``
3412     Perform the :ref:`icmp operation <i_icmp>` on constants.
3413 ``fcmp COND (VAL1, VAL2)``
3414     Perform the :ref:`fcmp operation <i_fcmp>` on constants.
3415 ``extractelement (VAL, IDX)``
3416     Perform the :ref:`extractelement operation <i_extractelement>` on
3417     constants.
3418 ``insertelement (VAL, ELT, IDX)``
3419     Perform the :ref:`insertelement operation <i_insertelement>` on
3420     constants.
3421 ``shufflevector (VEC1, VEC2, IDXMASK)``
3422     Perform the :ref:`shufflevector operation <i_shufflevector>` on
3423     constants.
3424 ``extractvalue (VAL, IDX0, IDX1, ...)``
3425     Perform the :ref:`extractvalue operation <i_extractvalue>` on
3426     constants. The index list is interpreted in a similar manner as
3427     indices in a ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At
3428     least one index value must be specified.
3429 ``insertvalue (VAL, ELT, IDX0, IDX1, ...)``
3430     Perform the :ref:`insertvalue operation <i_insertvalue>` on constants.
3431     The index list is interpreted in a similar manner as indices in a
3432     ':ref:`getelementptr <i_getelementptr>`' operation. At least one index
3433     value must be specified.
3434 ``OPCODE (LHS, RHS)``
3435     Perform the specified operation of the LHS and RHS constants. OPCODE
3436     may be any of the :ref:`binary <binaryops>` or :ref:`bitwise
3437     binary <bitwiseops>` operations. The constraints on operands are
3438     the same as those for the corresponding instruction (e.g. no bitwise
3439     operations on floating-point values are allowed).
3441 Other Values
3442 ============
3444 .. _inlineasmexprs:
3446 Inline Assembler Expressions
3447 ----------------------------
3449 LLVM supports inline assembler expressions (as opposed to :ref:`Module-Level
3450 Inline Assembly <moduleasm>`) through the use of a special value. This value
3451 represents the inline assembler as a template string (containing the
3452 instructions to emit), a list of operand constraints (stored as a string), a
3453 flag that indicates whether or not the inline asm expression has side effects,
3454 and a flag indicating whether the function containing the asm needs to align its
3455 stack conservatively.
3457 The template string supports argument substitution of the operands using "``$``"
3458 followed by a number, to indicate substitution of the given register/memory
3459 location, as specified by the constraint string. "``${NUM:MODIFIER}``" may also
3460 be used, where ``MODIFIER`` is a target-specific annotation for how to print the
3461 operand (See :ref:`inline-asm-modifiers`).
3463 A literal "``$``" may be included by using "``$$``" in the template. To include
3464 other special characters into the output, the usual "``\XX``" escapes may be
3465 used, just as in other strings. Note that after template substitution, the
3466 resulting assembly string is parsed by LLVM's integrated assembler unless it is
3467 disabled -- even when emitting a ``.s`` file -- and thus must contain assembly
3468 syntax known to LLVM.
3470 LLVM also supports a few more substitions useful for writing inline assembly:
3472 - ``${:uid}``: Expands to a decimal integer unique to this inline assembly blob.
3473   This substitution is useful when declaring a local label. Many standard
3474   compiler optimizations, such as inlining, may duplicate an inline asm blob.
3475   Adding a blob-unique identifier ensures that the two labels will not conflict
3476   during assembly. This is used to implement `GCC's %= special format
3477   string <https://gcc.gnu.org/onlinedocs/gcc/Extended-Asm.html>`_.
3478 - ``${:comment}``: Expands to the comment character of the current target's
3479   assembly dialect. This is usually ``#``, but many targets use other strings,
3480   such as ``;``, ``//``, or ``!``.
3481 - ``${:private}``: Expands to the assembler private label prefix. Labels with
3482   this prefix will not appear in the symbol table of the assembled object.
3483   Typically the prefix is ``L``, but targets may use other strings. ``.L`` is
3484   relatively popular.
3486 LLVM's support for inline asm is modeled closely on the requirements of Clang's
3487 GCC-compatible inline-asm support. Thus, the feature-set and the constraint and
3488 modifier codes listed here are similar or identical to those in GCC's inline asm
3489 support. However, to be clear, the syntax of the template and constraint strings
3490 described here is *not* the same as the syntax accepted by GCC and Clang, and,
3491 while most constraint letters are passed through as-is by Clang, some get
3492 translated to other codes when converting from the C source to the LLVM
3493 assembly.
3495 An example inline assembler expression is:
3497 .. code-block:: llvm
3499     i32 (i32) asm "bswap $0", "=r,r"
3501 Inline assembler expressions may **only** be used as the callee operand
3502 of a :ref:`call <i_call>` or an :ref:`invoke <i_invoke>` instruction.
3503 Thus, typically we have:
3505 .. code-block:: llvm
3507     %X = call i32 asm "bswap $0", "=r,r"(i32 %Y)
3509 Inline asms with side effects not visible in the constraint list must be
3510 marked as having side effects. This is done through the use of the
3511 '``sideeffect``' keyword, like so:
3513 .. code-block:: llvm
3515     call void asm sideeffect "eieio", ""()
3517 In some cases inline asms will contain code that will not work unless
3518 the stack is aligned in some way, such as calls or SSE instructions on
3519 x86, yet will not contain code that does that alignment within the asm.
3520 The compiler should make conservative assumptions about what the asm
3521 might contain and should generate its usual stack alignment code in the
3522 prologue if the '``alignstack``' keyword is present:
3524 .. code-block:: llvm
3526     call void asm alignstack "eieio", ""()
3528 Inline asms also support using non-standard assembly dialects. The
3529 assumed dialect is ATT. When the '``inteldialect``' keyword is present,
3530 the inline asm is using the Intel dialect. Currently, ATT and Intel are
3531 the only supported dialects. An example is:
3533 .. code-block:: llvm
3535     call void asm inteldialect "eieio", ""()
3537 If multiple keywords appear the '``sideeffect``' keyword must come
3538 first, the '``alignstack``' keyword second and the '``inteldialect``'
3539 keyword last.
3541 Inline Asm Constraint String
3542 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3544 The constraint list is a comma-separated string, each element containing one or
3545 more constraint codes.
3547 For each element in the constraint list an appropriate register or memory
3548 operand will be chosen, and it will be made available to assembly template
3549 string expansion as ``$0`` for the first constraint in the list, ``$1`` for the
3550 second, etc.
3552 There are three different types of constraints, which are distinguished by a
3553 prefix symbol in front of the constraint code: Output, Input, and Clobber. The
3554 constraints must always be given in that order: outputs first, then inputs, then
3555 clobbers. They cannot be intermingled.
3557 There are also three different categories of constraint codes:
3559 - Register constraint. This is either a register class, or a fixed physical
3560   register. This kind of constraint will allocate a register, and if necessary,
3561   bitcast the argument or result to the appropriate type.
3562 - Memory constraint. This kind of constraint is for use with an instruction
3563   taking a memory operand. Different constraints allow for different addressing
3564   modes used by the target.
3565 - Immediate value constraint. This kind of constraint is for an integer or other
3566   immediate value which can be rendered directly into an instruction. The
3567   various target-specific constraints allow the selection of a value in the
3568   proper range for the instruction you wish to use it with.
3570 Output constraints
3571 """"""""""""""""""
3573 Output constraints are specified by an "``=``" prefix (e.g. "``=r``"). This
3574 indicates that the assembly will write to this operand, and the operand will
3575 then be made available as a return value of the ``asm`` expression. Output
3576 constraints do not consume an argument from the call instruction. (Except, see
3577 below about indirect outputs).
3579 Normally, it is expected that no output locations are written to by the assembly
3580 expression until *all* of the inputs have been read. As such, LLVM may assign
3581 the same register to an output and an input. If this is not safe (e.g. if the
3582 assembly contains two instructions, where the first writes to one output, and
3583 the second reads an input and writes to a second output), then the "``&``"
3584 modifier must be used (e.g. "``=&r``") to specify that the output is an
3585 "early-clobber" output. Marking an output as "early-clobber" ensures that LLVM
3586 will not use the same register for any inputs (other than an input tied to this
3587 output).
3589 Input constraints
3590 """""""""""""""""
3592 Input constraints do not have a prefix -- just the constraint codes. Each input
3593 constraint will consume one argument from the call instruction. It is not
3594 permitted for the asm to write to any input register or memory location (unless
3595 that input is tied to an output). Note also that multiple inputs may all be
3596 assigned to the same register, if LLVM can determine that they necessarily all
3597 contain the same value.
3599 Instead of providing a Constraint Code, input constraints may also "tie"
3600 themselves to an output constraint, by providing an integer as the constraint
3601 string. Tied inputs still consume an argument from the call instruction, and
3602 take up a position in the asm template numbering as is usual -- they will simply
3603 be constrained to always use the same register as the output they've been tied
3604 to. For example, a constraint string of "``=r,0``" says to assign a register for
3605 output, and use that register as an input as well (it being the 0'th
3606 constraint).
3608 It is permitted to tie an input to an "early-clobber" output. In that case, no
3609 *other* input may share the same register as the input tied to the early-clobber
3610 (even when the other input has the same value).
3612 You may only tie an input to an output which has a register constraint, not a
3613 memory constraint. Only a single input may be tied to an output.
3615 There is also an "interesting" feature which deserves a bit of explanation: if a
3616 register class constraint allocates a register which is too small for the value
3617 type operand provided as input, the input value will be split into multiple
3618 registers, and all of them passed to the inline asm.
3620 However, this feature is often not as useful as you might think.
3622 Firstly, the registers are *not* guaranteed to be consecutive. So, on those
3623 architectures that have instructions which operate on multiple consecutive
3624 instructions, this is not an appropriate way to support them. (e.g. the 32-bit
3625 SparcV8 has a 64-bit load, which instruction takes a single 32-bit register. The
3626 hardware then loads into both the named register, and the next register. This
3627 feature of inline asm would not be useful to support that.)
3629 A few of the targets provide a template string modifier allowing explicit access
3630 to the second register of a two-register operand (e.g. MIPS ``L``, ``M``, and
3631 ``D``). On such an architecture, you can actually access the second allocated
3632 register (yet, still, not any subsequent ones). But, in that case, you're still
3633 probably better off simply splitting the value into two separate operands, for
3634 clarity. (e.g. see the description of the ``A`` constraint on X86, which,
3635 despite existing only for use with this feature, is not really a good idea to
3636 use)
3638 Indirect inputs and outputs
3639 """""""""""""""""""""""""""
3641 Indirect output or input constraints can be specified by the "``*``" modifier
3642 (which goes after the "``=``" in case of an output). This indicates that the asm
3643 will write to or read from the contents of an *address* provided as an input
3644 argument. (Note that in this way, indirect outputs act more like an *input* than
3645 an output: just like an input, they consume an argument of the call expression,
3646 rather than producing a return value. An indirect output constraint is an
3647 "output" only in that the asm is expected to write to the contents of the input
3648 memory location, instead of just read from it).
3650 This is most typically used for memory constraint, e.g. "``=*m``", to pass the
3651 address of a variable as a value.
3653 It is also possible to use an indirect *register* constraint, but only on output
3654 (e.g. "``=*r``"). This will cause LLVM to allocate a register for an output
3655 value normally, and then, separately emit a store to the address provided as
3656 input, after the provided inline asm. (It's not clear what value this
3657 functionality provides, compared to writing the store explicitly after the asm
3658 statement, and it can only produce worse code, since it bypasses many
3659 optimization passes. I would recommend not using it.)
3662 Clobber constraints
3663 """""""""""""""""""
3665 A clobber constraint is indicated by a "``~``" prefix. A clobber does not
3666 consume an input operand, nor generate an output. Clobbers cannot use any of the
3667 general constraint code letters -- they may use only explicit register
3668 constraints, e.g. "``~{eax}``". The one exception is that a clobber string of
3669 "``~{memory}``" indicates that the assembly writes to arbitrary undeclared
3670 memory locations -- not only the memory pointed to by a declared indirect
3671 output.
3673 Note that clobbering named registers that are also present in output
3674 constraints is not legal.
3677 Constraint Codes
3678 """"""""""""""""
3679 After a potential prefix comes constraint code, or codes.
3681 A Constraint Code is either a single letter (e.g. "``r``"), a "``^``" character
3682 followed by two letters (e.g. "``^wc``"), or "``{``" register-name "``}``"
3683 (e.g. "``{eax}``").
3685 The one and two letter constraint codes are typically chosen to be the same as
3686 GCC's constraint codes.
3688 A single constraint may include one or more than constraint code in it, leaving
3689 it up to LLVM to choose which one to use. This is included mainly for
3690 compatibility with the translation of GCC inline asm coming from clang.
3692 There are two ways to specify alternatives, and either or both may be used in an
3693 inline asm constraint list:
3695 1) Append the codes to each other, making a constraint code set. E.g. "``im``"
3696    or "``{eax}m``". This means "choose any of the options in the set". The
3697    choice of constraint is made independently for each constraint in the
3698    constraint list.
3700 2) Use "``|``" between constraint code sets, creating alternatives. Every
3701    constraint in the constraint list must have the same number of alternative
3702    sets. With this syntax, the same alternative in *all* of the items in the
3703    constraint list will be chosen together.
3705 Putting those together, you might have a two operand constraint string like
3706 ``"rm|r,ri|rm"``. This indicates that if operand 0 is ``r`` or ``m``, then
3707 operand 1 may be one of ``r`` or ``i``. If operand 0 is ``r``, then operand 1
3708 may be one of ``r`` or ``m``. But, operand 0 and 1 cannot both be of type m.
3710 However, the use of either of the alternatives features is *NOT* recommended, as
3711 LLVM is not able to make an intelligent choice about which one to use. (At the
3712 point it currently needs to choose, not enough information is available to do so
3713 in a smart way.) Thus, it simply tries to make a choice that's most likely to
3714 compile, not one that will be optimal performance. (e.g., given "``rm``", it'll
3715 always choose to use memory, not registers). And, if given multiple registers,
3716 or multiple register classes, it will simply choose the first one. (In fact, it
3717 doesn't currently even ensure explicitly specified physical registers are
3718 unique, so specifying multiple physical registers as alternatives, like
3719 ``{r11}{r12},{r11}{r12}``, will assign r11 to both operands, not at all what was
3720 intended.)
3722 Supported Constraint Code List
3723 """"""""""""""""""""""""""""""
3725 The constraint codes are, in general, expected to behave the same way they do in
3726 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3727 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3728 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3730 Some constraint codes are typically supported by all targets:
3732 - ``r``: A register in the target's general purpose register class.
3733 - ``m``: A memory address operand. It is target-specific what addressing modes
3734   are supported, typical examples are register, or register + register offset,
3735   or register + immediate offset (of some target-specific size).
3736 - ``i``: An integer constant (of target-specific width). Allows either a simple
3737   immediate, or a relocatable value.
3738 - ``n``: An integer constant -- *not* including relocatable values.
3739 - ``s``: An integer constant, but allowing *only* relocatable values.
3740 - ``X``: Allows an operand of any kind, no constraint whatsoever. Typically
3741   useful to pass a label for an asm branch or call.
3743   .. FIXME: but that surely isn't actually okay to jump out of an asm
3744      block without telling llvm about the control transfer???)
3746 - ``{register-name}``: Requires exactly the named physical register.
3748 Other constraints are target-specific:
3750 AArch64:
3752 - ``z``: An immediate integer 0. Outputs ``WZR`` or ``XZR``, as appropriate.
3753 - ``I``: An immediate integer valid for an ``ADD`` or ``SUB`` instruction,
3754   i.e. 0 to 4095 with optional shift by 12.
3755 - ``J``: An immediate integer that, when negated, is valid for an ``ADD`` or
3756   ``SUB`` instruction, i.e. -1 to -4095 with optional left shift by 12.
3757 - ``K``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 32' of a
3758   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 32-bit register.
3759 - ``L``: An immediate integer that is valid for the 'bitmask immediate 64' of a
3760   logical instruction like ``AND``, ``EOR``, or ``ORR`` with a 64-bit register.
3761 - ``M``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3762   32-bit register. This is a superset of ``K``: in addition to the bitmask
3763   immediate, also allows immediate integers which can be loaded with a single
3764   ``MOVZ`` or ``MOVL`` instruction.
3765 - ``N``: An immediate integer for use with the ``MOV`` assembly alias on a
3766   64-bit register. This is a superset of ``L``.
3767 - ``Q``: Memory address operand must be in a single register (no
3768   offsets). (However, LLVM currently does this for the ``m`` constraint as
3769   well.)
3770 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register (W* or X*).
3771 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register.
3772 - ``x``: A lower 128-bit floating-point/SIMD register (``V0`` to ``V15``).
3774 AMDGPU:
3776 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3777 - ``[0-9]v``: The 32-bit VGPR register, number 0-9.
3778 - ``[0-9]s``: The 32-bit SGPR register, number 0-9.
3781 All ARM modes:
3783 - ``Q``, ``Um``, ``Un``, ``Uq``, ``Us``, ``Ut``, ``Uv``, ``Uy``: Memory address
3784   operand. Treated the same as operand ``m``, at the moment.
3786 ARM and ARM's Thumb2 mode:
3788 - ``j``: An immediate integer between 0 and 65535 (valid for ``MOVW``)
3789 - ``I``: An immediate integer valid for a data-processing instruction.
3790 - ``J``: An immediate integer between -4095 and 4095.
3791 - ``K``: An immediate integer whose bitwise inverse is valid for a
3792   data-processing instruction. (Can be used with template modifier "``B``" to
3793   print the inverted value).
3794 - ``L``: An immediate integer whose negation is valid for a data-processing
3795   instruction. (Can be used with template modifier "``n``" to print the negated
3796   value).
3797 - ``M``: A power of two or a integer between 0 and 32.
3798 - ``N``: Invalid immediate constraint.
3799 - ``O``: Invalid immediate constraint.
3800 - ``r``: A general-purpose 32-bit integer register (``r0-r15``).
3801 - ``l``: In Thumb2 mode, low 32-bit GPR registers (``r0-r7``). In ARM mode, same
3802   as ``r``.
3803 - ``h``: In Thumb2 mode, a high 32-bit GPR register (``r8-r15``). In ARM mode,
3804   invalid.
3805 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3806   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3807 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3808   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3809 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3810   ``q0-q8``.
3812 ARM's Thumb1 mode:
3814 - ``I``: An immediate integer between 0 and 255.
3815 - ``J``: An immediate integer between -255 and -1.
3816 - ``K``: An immediate integer between 0 and 255, with optional left-shift by
3817   some amount.
3818 - ``L``: An immediate integer between -7 and 7.
3819 - ``M``: An immediate integer which is a multiple of 4 between 0 and 1020.
3820 - ``N``: An immediate integer between 0 and 31.
3821 - ``O``: An immediate integer which is a multiple of 4 between -508 and 508.
3822 - ``r``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3823 - ``l``: A low 32-bit GPR register (``r0-r7``).
3824 - ``h``: A high GPR register (``r0-r7``).
3825 - ``w``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s31``,
3826   ``d0-d31``, or ``q0-q15``.
3827 - ``x``: A 32, 64, or 128-bit floating-point/SIMD register: ``s0-s15``,
3828   ``d0-d7``, or ``q0-q3``.
3829 - ``t``: A low floating-point/SIMD register: ``s0-s31``, ``d0-d16``, or
3830   ``q0-q8``.
3833 Hexagon:
3835 - ``o``, ``v``: A memory address operand, treated the same as constraint ``m``,
3836   at the moment.
3837 - ``r``: A 32 or 64-bit register.
3839 MSP430:
3841 - ``r``: An 8 or 16-bit register.
3843 MIPS:
3845 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3846 - ``J``: An immediate integer zero.
3847 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3848 - ``L``: An immediate 32-bit integer, where the lower 16 bits are 0.
3849 - ``N``: An immediate integer between -65535 and -1.
3850 - ``O``: An immediate signed 15-bit integer.
3851 - ``P``: An immediate integer between 1 and 65535.
3852 - ``m``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3853   register plus 16-bit immediate offset. In MIPS mode, just a base register.
3854 - ``R``: A memory address operand. In MIPS-SE mode, allows a base address
3855   register plus a 9-bit signed offset. In MIPS mode, the same as constraint
3856   ``m``.
3857 - ``ZC``: A memory address operand, suitable for use in a ``pref``, ``ll``, or
3858   ``sc`` instruction on the given subtarget (details vary).
3859 - ``r``, ``d``,  ``y``: A 32 or 64-bit GPR register.
3860 - ``f``: A 32 or 64-bit FPU register (``F0-F31``), or a 128-bit MSA register
3861   (``W0-W31``). In the case of MSA registers, it is recommended to use the ``w``
3862   argument modifier for compatibility with GCC.
3863 - ``c``: A 32-bit or 64-bit GPR register suitable for indirect jump (always
3864   ``25``).
3865 - ``l``: The ``lo`` register, 32 or 64-bit.
3866 - ``x``: Invalid.
3868 NVPTX:
3870 - ``b``: A 1-bit integer register.
3871 - ``c`` or ``h``: A 16-bit integer register.
3872 - ``r``: A 32-bit integer register.
3873 - ``l`` or ``N``: A 64-bit integer register.
3874 - ``f``: A 32-bit float register.
3875 - ``d``: A 64-bit float register.
3878 PowerPC:
3880 - ``I``: An immediate signed 16-bit integer.
3881 - ``J``: An immediate unsigned 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3882 - ``K``: An immediate unsigned 16-bit integer.
3883 - ``L``: An immediate signed 16-bit integer, shifted left 16 bits.
3884 - ``M``: An immediate integer greater than 31.
3885 - ``N``: An immediate integer that is an exact power of 2.
3886 - ``O``: The immediate integer constant 0.
3887 - ``P``: An immediate integer constant whose negation is a signed 16-bit
3888   constant.
3889 - ``es``, ``o``, ``Q``, ``Z``, ``Zy``: A memory address operand, currently
3890   treated the same as ``m``.
3891 - ``r``: A 32 or 64-bit integer register.
3892 - ``b``: A 32 or 64-bit integer register, excluding ``R0`` (that is:
3893   ``R1-R31``).
3894 - ``f``: A 32 or 64-bit float register (``F0-F31``), or when QPX is enabled, a
3895   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``; aliases the ``F`` registers).
3896 - ``v``: For ``4 x f32`` or ``4 x f64`` types, when QPX is enabled, a
3897   128 or 256-bit QPX register (``Q0-Q31``), otherwise a 128-bit
3898   altivec vector register (``V0-V31``).
3900   .. FIXME: is this a bug that v accepts QPX registers? I think this
3901      is supposed to only use the altivec vector registers?
3903 - ``y``: Condition register (``CR0-CR7``).
3904 - ``wc``: An individual CR bit in a CR register.
3905 - ``wa``, ``wd``, ``wf``: Any 128-bit VSX vector register, from the full VSX
3906   register set (overlapping both the floating-point and vector register files).
3907 - ``ws``: A 32 or 64-bit floating-point register, from the full VSX register
3908   set.
3910 Sparc:
3912 - ``I``: An immediate 13-bit signed integer.
3913 - ``r``: A 32-bit integer register.
3914 - ``f``: Any floating-point register on SparcV8, or a floating-point
3915   register in the "low" half of the registers on SparcV9.
3916 - ``e``: Any floating-point register. (Same as ``f`` on SparcV8.)
3918 SystemZ:
3920 - ``I``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3921 - ``J``: An immediate unsigned 12-bit integer.
3922 - ``K``: An immediate signed 16-bit integer.
3923 - ``L``: An immediate signed 20-bit integer.
3924 - ``M``: An immediate integer 0x7fffffff.
3925 - ``Q``: A memory address operand with a base address and a 12-bit immediate
3926   unsigned displacement.
3927 - ``R``: A memory address operand with a base address, a 12-bit immediate
3928   unsigned displacement, and an index register.
3929 - ``S``: A memory address operand with a base address and a 20-bit immediate
3930   signed displacement.
3931 - ``T``: A memory address operand with a base address, a 20-bit immediate
3932   signed displacement, and an index register.
3933 - ``r`` or ``d``: A 32, 64, or 128-bit integer register.
3934 - ``a``: A 32, 64, or 128-bit integer address register (excludes R0, which in an
3935   address context evaluates as zero).
3936 - ``h``: A 32-bit value in the high part of a 64bit data register
3937   (LLVM-specific)
3938 - ``f``: A 32, 64, or 128-bit floating-point register.
3940 X86:
3942 - ``I``: An immediate integer between 0 and 31.
3943 - ``J``: An immediate integer between 0 and 64.
3944 - ``K``: An immediate signed 8-bit integer.
3945 - ``L``: An immediate integer, 0xff or 0xffff or (in 64-bit mode only)
3946   0xffffffff.
3947 - ``M``: An immediate integer between 0 and 3.
3948 - ``N``: An immediate unsigned 8-bit integer.
3949 - ``O``: An immediate integer between 0 and 127.
3950 - ``e``: An immediate 32-bit signed integer.
3951 - ``Z``: An immediate 32-bit unsigned integer.
3952 - ``o``, ``v``: Treated the same as ``m``, at the moment.
3953 - ``q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3954   ``l`` integer register. On X86-32, this is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d``
3955   registers, and on X86-64, it is all of the integer registers.
3956 - ``Q``: An 8, 16, 32, or 64-bit register which can be accessed as an 8-bit
3957   ``h`` integer register. This is the ``a``, ``b``, ``c``, and ``d`` registers.
3958 - ``r`` or ``l``: An 8, 16, 32, or 64-bit integer register.
3959 - ``R``: An 8, 16, 32, or 64-bit "legacy" integer register -- one which has
3960   existed since i386, and can be accessed without the REX prefix.
3961 - ``f``: A 32, 64, or 80-bit '387 FPU stack pseudo-register.
3962 - ``y``: A 64-bit MMX register, if MMX is enabled.
3963 - ``x``: If SSE is enabled: a 32 or 64-bit scalar operand, or 128-bit vector
3964   operand in a SSE register. If AVX is also enabled, can also be a 256-bit
3965   vector operand in an AVX register. If AVX-512 is also enabled, can also be a
3966   512-bit vector operand in an AVX512 register, Otherwise, an error.
3967 - ``Y``: The same as ``x``, if *SSE2* is enabled, otherwise an error.
3968 - ``A``: Special case: allocates EAX first, then EDX, for a single operand (in
3969   32-bit mode, a 64-bit integer operand will get split into two registers). It
3970   is not recommended to use this constraint, as in 64-bit mode, the 64-bit
3971   operand will get allocated only to RAX -- if two 32-bit operands are needed,
3972   you're better off splitting it yourself, before passing it to the asm
3973   statement.
3975 XCore:
3977 - ``r``: A 32-bit integer register.
3980 .. _inline-asm-modifiers:
3982 Asm template argument modifiers
3983 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
3985 In the asm template string, modifiers can be used on the operand reference, like
3986 "``${0:n}``".
3988 The modifiers are, in general, expected to behave the same way they do in
3989 GCC. LLVM's support is often implemented on an 'as-needed' basis, to support C
3990 inline asm code which was supported by GCC. A mismatch in behavior between LLVM
3991 and GCC likely indicates a bug in LLVM.
3993 Target-independent:
3995 - ``c``: Print an immediate integer constant unadorned, without
3996   the target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3997 - ``n``: Negate and print immediate integer constant unadorned, without the
3998   target-specific immediate punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
3999 - ``l``: Print as an unadorned label, without the target-specific label
4000   punctuation (e.g. no ``$`` prefix).
4002 AArch64:
4004 - ``w``: Print a GPR register with a ``w*`` name instead of ``x*`` name. E.g.,
4005   instead of ``x30``, print ``w30``.
4006 - ``x``: Print a GPR register with a ``x*`` name. (this is the default, anyhow).
4007 - ``b``, ``h``, ``s``, ``d``, ``q``: Print a floating-point/SIMD register with a
4008   ``b*``, ``h*``, ``s*``, ``d*``, or ``q*`` name, rather than the default of
4009   ``v*``.
4011 AMDGPU:
4013 - ``r``: No effect.
4015 ARM:
4017 - ``a``: Print an operand as an address (with ``[`` and ``]`` surrounding a
4018   register).
4019 - ``P``: No effect.
4020 - ``q``: No effect.
4021 - ``y``: Print a VFP single-precision register as an indexed double (e.g. print
4022   as ``d4[1]`` instead of ``s9``)
4023 - ``B``: Bitwise invert and print an immediate integer constant without ``#``
4024   prefix.
4025 - ``L``: Print the low 16-bits of an immediate integer constant.
4026 - ``M``: Print as a register set suitable for ldm/stm. Also prints *all*
4027   register operands subsequent to the specified one (!), so use carefully.
4028 - ``Q``: Print the low-order register of a register-pair, or the low-order
4029   register of a two-register operand.
4030 - ``R``: Print the high-order register of a register-pair, or the high-order
4031   register of a two-register operand.
4032 - ``H``: Print the second register of a register-pair. (On a big-endian system,
4033   ``H`` is equivalent to ``Q``, and on little-endian system, ``H`` is equivalent
4034   to ``R``.)
4036   .. FIXME: H doesn't currently support printing the second register
4037      of a two-register operand.
4039 - ``e``: Print the low doubleword register of a NEON quad register.
4040 - ``f``: Print the high doubleword register of a NEON quad register.
4041 - ``m``: Print the base register of a memory operand without the ``[`` and ``]``
4042   adornment.
4044 Hexagon:
4046 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4047   has been allocated consecutively to the first.
4049   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4050      nothing that ensures that happens, is there?
4052 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4053   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4055 MSP430:
4057 No additional modifiers.
4059 MIPS:
4061 - ``X``: Print an immediate integer as hexadecimal
4062 - ``x``: Print the low 16 bits of an immediate integer as hexadecimal.
4063 - ``d``: Print an immediate integer as decimal.
4064 - ``m``: Subtract one and print an immediate integer as decimal.
4065 - ``z``: Print $0 if an immediate zero, otherwise print normally.
4066 - ``L``: Print the low-order register of a two-register operand, or prints the
4067   address of the low-order word of a double-word memory operand.
4069   .. FIXME: L seems to be missing memory operand support.
4071 - ``M``: Print the high-order register of a two-register operand, or prints the
4072   address of the high-order word of a double-word memory operand.
4074   .. FIXME: M seems to be missing memory operand support.
4076 - ``D``: Print the second register of a two-register operand, or prints the
4077   second word of a double-word memory operand. (On a big-endian system, ``D`` is
4078   equivalent to ``L``, and on little-endian system, ``D`` is equivalent to
4079   ``M``.)
4080 - ``w``: No effect. Provided for compatibility with GCC which requires this
4081   modifier in order to print MSA registers (``W0-W31``) with the ``f``
4082   constraint.
4084 NVPTX:
4086 - ``r``: No effect.
4088 PowerPC:
4090 - ``L``: Print the second register of a two-register operand. Requires that it
4091   has been allocated consecutively to the first.
4093   .. FIXME: why is it restricted to consecutive ones? And there's
4094      nothing that ensures that happens, is there?
4096 - ``I``: Print the letter 'i' if the operand is an integer constant, otherwise
4097   nothing. Used to print 'addi' vs 'add' instructions.
4098 - ``y``: For a memory operand, prints formatter for a two-register X-form
4099   instruction. (Currently always prints ``r0,OPERAND``).
4100 - ``U``: Prints 'u' if the memory operand is an update form, and nothing
4101   otherwise. (NOTE: LLVM does not support update form, so this will currently
4102   always print nothing)
4103 - ``X``: Prints 'x' if the memory operand is an indexed form. (NOTE: LLVM does
4104   not support indexed form, so this will currently always print nothing)
4106 Sparc:
4108 - ``r``: No effect.
4110 SystemZ:
4112 SystemZ implements only ``n``, and does *not* support any of the other
4113 target-independent modifiers.
4115 X86:
4117 - ``c``: Print an unadorned integer or symbol name. (The latter is
4118   target-specific behavior for this typically target-independent modifier).
4119 - ``A``: Print a register name with a '``*``' before it.
4120 - ``b``: Print an 8-bit register name (e.g. ``al``); do nothing on a memory
4121   operand.
4122 - ``h``: Print the upper 8-bit register name (e.g. ``ah``); do nothing on a
4123   memory operand.
4124 - ``w``: Print the 16-bit register name (e.g. ``ax``); do nothing on a memory
4125   operand.
4126 - ``k``: Print the 32-bit register name (e.g. ``eax``); do nothing on a memory
4127   operand.
4128 - ``q``: Print the 64-bit register name (e.g. ``rax``), if 64-bit registers are
4129   available, otherwise the 32-bit register name; do nothing on a memory operand.
4130 - ``n``: Negate and print an unadorned integer, or, for operands other than an
4131   immediate integer (e.g. a relocatable symbol expression), print a '-' before
4132   the operand. (The behavior for relocatable symbol expressions is a
4133   target-specific behavior for this typically target-independent modifier)
4134 - ``H``: Print a memory reference with additional offset +8.
4135 - ``P``: Print a memory reference or operand for use as the argument of a call
4136   instruction. (E.g. omit ``(rip)``, even though it's PC-relative.)
4138 XCore:
4140 No additional modifiers.
4143 Inline Asm Metadata
4144 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4146 The call instructions that wrap inline asm nodes may have a
4147 "``!srcloc``" MDNode attached to it that contains a list of constant
4148 integers. If present, the code generator will use the integer as the
4149 location cookie value when report errors through the ``LLVMContext``
4150 error reporting mechanisms. This allows a front-end to correlate backend
4151 errors that occur with inline asm back to the source code that produced
4152 it. For example:
4154 .. code-block:: llvm
4156     call void asm sideeffect "something bad", ""(), !srcloc !42
4157     ...
4158     !42 = !{ i32 1234567 }
4160 It is up to the front-end to make sense of the magic numbers it places
4161 in the IR. If the MDNode contains multiple constants, the code generator
4162 will use the one that corresponds to the line of the asm that the error
4163 occurs on.
4165 .. _metadata:
4167 Metadata
4168 ========
4170 LLVM IR allows metadata to be attached to instructions in the program
4171 that can convey extra information about the code to the optimizers and
4172 code generator. One example application of metadata is source-level
4173 debug information. There are two metadata primitives: strings and nodes.
4175 Metadata does not have a type, and is not a value. If referenced from a
4176 ``call`` instruction, it uses the ``metadata`` type.
4178 All metadata are identified in syntax by a exclamation point ('``!``').
4180 .. _metadata-string:
4182 Metadata Nodes and Metadata Strings
4183 -----------------------------------
4185 A metadata string is a string surrounded by double quotes. It can
4186 contain any character by escaping non-printable characters with
4187 "``\xx``" where "``xx``" is the two digit hex code. For example:
4188 "``!"test\00"``".
4190 Metadata nodes are represented with notation similar to structure
4191 constants (a comma separated list of elements, surrounded by braces and
4192 preceded by an exclamation point). Metadata nodes can have any values as
4193 their operand. For example:
4195 .. code-block:: llvm
4197     !{ !"test\00", i32 10}
4199 Metadata nodes that aren't uniqued use the ``distinct`` keyword. For example:
4201 .. code-block:: text
4203     !0 = distinct !{!"test\00", i32 10}
4205 ``distinct`` nodes are useful when nodes shouldn't be merged based on their
4206 content. They can also occur when transformations cause uniquing collisions
4207 when metadata operands change.
4209 A :ref:`named metadata <namedmetadatastructure>` is a collection of
4210 metadata nodes, which can be looked up in the module symbol table. For
4211 example:
4213 .. code-block:: llvm
4215     !foo = !{!4, !3}
4217 Metadata can be used as function arguments. Here the ``llvm.dbg.value``
4218 intrinsic is using three metadata arguments:
4220 .. code-block:: llvm
4222     call void @llvm.dbg.value(metadata !24, metadata !25, metadata !26)
4224 Metadata can be attached to an instruction. Here metadata ``!21`` is attached
4225 to the ``add`` instruction using the ``!dbg`` identifier:
4227 .. code-block:: llvm
4229     %indvar.next = add i64 %indvar, 1, !dbg !21
4231 Metadata can also be attached to a function or a global variable. Here metadata
4232 ``!22`` is attached to the ``f1`` and ``f2 functions, and the globals ``g1``
4233 and ``g2`` using the ``!dbg`` identifier:
4235 .. code-block:: llvm
4237     declare !dbg !22 void @f1()
4238     define void @f2() !dbg !22 {
4239       ret void
4240     }
4242     @g1 = global i32 0, !dbg !22
4243     @g2 = external global i32, !dbg !22
4245 A transformation is required to drop any metadata attachment that it does not
4246 know or know it can't preserve. Currently there is an exception for metadata
4247 attachment to globals for ``!type`` and ``!absolute_symbol`` which can't be
4248 unconditionally dropped unless the global is itself deleted.
4250 Metadata attached to a module using named metadata may not be dropped, with
4251 the exception of debug metadata (named metadata with the name ``!llvm.dbg.*``).
4253 More information about specific metadata nodes recognized by the
4254 optimizers and code generator is found below.
4256 .. _specialized-metadata:
4258 Specialized Metadata Nodes
4259 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4261 Specialized metadata nodes are custom data structures in metadata (as opposed
4262 to generic tuples). Their fields are labelled, and can be specified in any
4263 order.
4265 These aren't inherently debug info centric, but currently all the specialized
4266 metadata nodes are related to debug info.
4268 .. _DICompileUnit:
4270 DICompileUnit
4271 """""""""""""
4273 ``DICompileUnit`` nodes represent a compile unit. The ``enums:``,
4274 ``retainedTypes:``, ``globals:``, ``imports:`` and ``macros:`` fields are tuples
4275 containing the debug info to be emitted along with the compile unit, regardless
4276 of code optimizations (some nodes are only emitted if there are references to
4277 them from instructions). The ``debugInfoForProfiling:`` field is a boolean
4278 indicating whether or not line-table discriminators are updated to provide
4279 more-accurate debug info for profiling results.
4281 .. code-block:: text
4283     !0 = !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !1, producer: "clang",
4284                         isOptimized: true, flags: "-O2", runtimeVersion: 2,
4285                         splitDebugFilename: "abc.debug", emissionKind: FullDebug,
4286                         enums: !2, retainedTypes: !3, globals: !4, imports: !5,
4287                         macros: !6, dwoId: 0x0abcd)
4289 Compile unit descriptors provide the root scope for objects declared in a
4290 specific compilation unit. File descriptors are defined using this scope.  These
4291 descriptors are collected by a named metadata node ``!llvm.dbg.cu``. They keep
4292 track of global variables, type information, and imported entities (declarations
4293 and namespaces).
4295 .. _DIFile:
4297 DIFile
4298 """"""
4300 ``DIFile`` nodes represent files. The ``filename:`` can include slashes.
4302 .. code-block:: none
4304     !0 = !DIFile(filename: "path/to/file", directory: "/path/to/dir",
4305                  checksumkind: CSK_MD5,
4306                  checksum: "000102030405060708090a0b0c0d0e0f")
4308 Files are sometimes used in ``scope:`` fields, and are the only valid target
4309 for ``file:`` fields.
4310 Valid values for ``checksumkind:`` field are: {CSK_None, CSK_MD5, CSK_SHA1}
4312 .. _DIBasicType:
4314 DIBasicType
4315 """""""""""
4317 ``DIBasicType`` nodes represent primitive types, such as ``int``, ``bool`` and
4318 ``float``. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_base_type``.
4320 .. code-block:: text
4322     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4323                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4324     !1 = !DIBasicType(tag: DW_TAG_unspecified_type, name: "decltype(nullptr)")
4326 The ``encoding:`` describes the details of the type. Usually it's one of the
4327 following:
4329 .. code-block:: text
4331   DW_ATE_address       = 1
4332   DW_ATE_boolean       = 2
4333   DW_ATE_float         = 4
4334   DW_ATE_signed        = 5
4335   DW_ATE_signed_char   = 6
4336   DW_ATE_unsigned      = 7
4337   DW_ATE_unsigned_char = 8
4339 .. _DISubroutineType:
4341 DISubroutineType
4342 """"""""""""""""
4344 ``DISubroutineType`` nodes represent subroutine types. Their ``types:`` field
4345 refers to a tuple; the first operand is the return type, while the rest are the
4346 types of the formal arguments in order. If the first operand is ``null``, that
4347 represents a function with no return value (such as ``void foo() {}`` in C++).
4349 .. code-block:: text
4351     !0 = !BasicType(name: "int", size: 32, align: 32, DW_ATE_signed)
4352     !1 = !BasicType(name: "char", size: 8, align: 8, DW_ATE_signed_char)
4353     !2 = !DISubroutineType(types: !{null, !0, !1}) ; void (int, char)
4355 .. _DIDerivedType:
4357 DIDerivedType
4358 """""""""""""
4360 ``DIDerivedType`` nodes represent types derived from other types, such as
4361 qualified types.
4363 .. code-block:: text
4365     !0 = !DIBasicType(name: "unsigned char", size: 8, align: 8,
4366                       encoding: DW_ATE_unsigned_char)
4367     !1 = !DIDerivedType(tag: DW_TAG_pointer_type, baseType: !0, size: 32,
4368                         align: 32)
4370 The following ``tag:`` values are valid:
4372 .. code-block:: text
4374   DW_TAG_member             = 13
4375   DW_TAG_pointer_type       = 15
4376   DW_TAG_reference_type     = 16
4377   DW_TAG_typedef            = 22
4378   DW_TAG_inheritance        = 28
4379   DW_TAG_ptr_to_member_type = 31
4380   DW_TAG_const_type         = 38
4381   DW_TAG_friend             = 42
4382   DW_TAG_volatile_type      = 53
4383   DW_TAG_restrict_type      = 55
4384   DW_TAG_atomic_type        = 71
4386 .. _DIDerivedTypeMember:
4388 ``DW_TAG_member`` is used to define a member of a :ref:`composite type
4389 <DICompositeType>`. The type of the member is the ``baseType:``. The
4390 ``offset:`` is the member's bit offset.  If the composite type has an ODR
4391 ``identifier:`` and does not set ``flags: DIFwdDecl``, then the member is
4392 uniqued based only on its ``name:`` and ``scope:``.
4394 ``DW_TAG_inheritance`` and ``DW_TAG_friend`` are used in the ``elements:``
4395 field of :ref:`composite types <DICompositeType>` to describe parents and
4396 friends.
4398 ``DW_TAG_typedef`` is used to provide a name for the ``baseType:``.
4400 ``DW_TAG_pointer_type``, ``DW_TAG_reference_type``, ``DW_TAG_const_type``,
4401 ``DW_TAG_volatile_type``, ``DW_TAG_restrict_type`` and ``DW_TAG_atomic_type``
4402 are used to qualify the ``baseType:``.
4404 Note that the ``void *`` type is expressed as a type derived from NULL.
4406 .. _DICompositeType:
4408 DICompositeType
4409 """""""""""""""
4411 ``DICompositeType`` nodes represent types composed of other types, like
4412 structures and unions. ``elements:`` points to a tuple of the composed types.
4414 If the source language supports ODR, the ``identifier:`` field gives the unique
4415 identifier used for type merging between modules.  When specified,
4416 :ref:`subprogram declarations <DISubprogramDeclaration>` and :ref:`member
4417 derived types <DIDerivedTypeMember>` that reference the ODR-type in their
4418 ``scope:`` change uniquing rules.
4420 For a given ``identifier:``, there should only be a single composite type that
4421 does not have  ``flags: DIFlagFwdDecl`` set.  LLVM tools that link modules
4422 together will unique such definitions at parse time via the ``identifier:``
4423 field, even if the nodes are ``distinct``.
4425 .. code-block:: text
4427     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4428     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4429     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4430     !3 = !DICompositeType(tag: DW_TAG_enumeration_type, name: "Enum", file: !12,
4431                           line: 2, size: 32, align: 32, identifier: "_M4Enum",
4432                           elements: !{!0, !1, !2})
4434 The following ``tag:`` values are valid:
4436 .. code-block:: text
4438   DW_TAG_array_type       = 1
4439   DW_TAG_class_type       = 2
4440   DW_TAG_enumeration_type = 4
4441   DW_TAG_structure_type   = 19
4442   DW_TAG_union_type       = 23
4444 For ``DW_TAG_array_type``, the ``elements:`` should be :ref:`subrange
4445 descriptors <DISubrange>`, each representing the range of subscripts at that
4446 level of indexing. The ``DIFlagVector`` flag to ``flags:`` indicates that an
4447 array type is a native packed vector.
4449 For ``DW_TAG_enumeration_type``, the ``elements:`` should be :ref:`enumerator
4450 descriptors <DIEnumerator>`, each representing the definition of an enumeration
4451 value for the set. All enumeration type descriptors are collected in the
4452 ``enums:`` field of the :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4454 For ``DW_TAG_structure_type``, ``DW_TAG_class_type``, and
4455 ``DW_TAG_union_type``, the ``elements:`` should be :ref:`derived types
4456 <DIDerivedType>` with ``tag: DW_TAG_member``, ``tag: DW_TAG_inheritance``, or
4457 ``tag: DW_TAG_friend``; or :ref:`subprograms <DISubprogram>` with
4458 ``isDefinition: false``.
4460 .. _DISubrange:
4462 DISubrange
4463 """"""""""
4465 ``DISubrange`` nodes are the elements for ``DW_TAG_array_type`` variants of
4466 :ref:`DICompositeType`.
4468 - ``count: -1`` indicates an empty array.
4469 - ``count: !9`` describes the count with a :ref:`DILocalVariable`.
4470 - ``count: !11`` describes the count with a :ref:`DIGlobalVariable`.
4472 .. code-block:: text
4474     !0 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 0) ; array counting from 0
4475     !1 = !DISubrange(count: 5, lowerBound: 1) ; array counting from 1
4476     !2 = !DISubrange(count: -1) ; empty array.
4478     ; Scopes used in rest of example
4479     !6 = !DIFile(filename: "vla.c", directory: "/path/to/file")
4480     !7 = distinct !DICompileUnit(language: DW_LANG_C99, file: !6)
4481     !8 = distinct !DISubprogram(name: "foo", scope: !7, file: !6, line: 5)
4483     ; Use of local variable as count value
4484     !9 = !DIBasicType(name: "int", size: 32, encoding: DW_ATE_signed)
4485     !10 = !DILocalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 42, type: !9)
4486     !11 = !DISubrange(count: !10, lowerBound: 0)
4488     ; Use of global variable as count value
4489     !12 = !DIGlobalVariable(name: "count", scope: !8, file: !6, line: 22, type: !9)
4490     !13 = !DISubrange(count: !12, lowerBound: 0)
4492 .. _DIEnumerator:
4494 DIEnumerator
4495 """"""""""""
4497 ``DIEnumerator`` nodes are the elements for ``DW_TAG_enumeration_type``
4498 variants of :ref:`DICompositeType`.
4500 .. code-block:: text
4502     !0 = !DIEnumerator(name: "SixKind", value: 7)
4503     !1 = !DIEnumerator(name: "SevenKind", value: 7)
4504     !2 = !DIEnumerator(name: "NegEightKind", value: -8)
4506 DITemplateTypeParameter
4507 """""""""""""""""""""""
4509 ``DITemplateTypeParameter`` nodes represent type parameters to generic source
4510 language constructs. They are used (optionally) in :ref:`DICompositeType` and
4511 :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4513 .. code-block:: text
4515     !0 = !DITemplateTypeParameter(name: "Ty", type: !1)
4517 DITemplateValueParameter
4518 """"""""""""""""""""""""
4520 ``DITemplateValueParameter`` nodes represent value parameters to generic source
4521 language constructs. ``tag:`` defaults to ``DW_TAG_template_value_parameter``,
4522 but if specified can also be set to ``DW_TAG_GNU_template_template_param`` or
4523 ``DW_TAG_GNU_template_param_pack``. They are used (optionally) in
4524 :ref:`DICompositeType` and :ref:`DISubprogram` ``templateParams:`` fields.
4526 .. code-block:: text
4528     !0 = !DITemplateValueParameter(name: "Ty", type: !1, value: i32 7)
4530 DINamespace
4531 """""""""""
4533 ``DINamespace`` nodes represent namespaces in the source language.
4535 .. code-block:: text
4537     !0 = !DINamespace(name: "myawesomeproject", scope: !1, file: !2, line: 7)
4539 .. _DIGlobalVariable:
4541 DIGlobalVariable
4542 """"""""""""""""
4544 ``DIGlobalVariable`` nodes represent global variables in the source language.
4546 .. code-block:: text
4548     @foo = global i32, !dbg !0
4549     !0 = !DIGlobalVariableExpression(var: !1, expr: !DIExpression())
4550     !1 = !DIGlobalVariable(name: "foo", linkageName: "foo", scope: !2,
4551                            file: !3, line: 7, type: !4, isLocal: true,
4552                            isDefinition: false, declaration: !5)
4555 DIGlobalVariableExpression
4556 """"""""""""""""""""""""""
4558 ``DIGlobalVariableExpression`` nodes tie a :ref:`DIGlobalVariable` together
4559 with a :ref:`DIExpression`.
4561 .. code-block:: text
4563     @lower = global i32, !dbg !0
4564     @upper = global i32, !dbg !1
4565     !0 = !DIGlobalVariableExpression(
4566              var: !2,
4567              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 0, 32)
4568              )
4569     !1 = !DIGlobalVariableExpression(
4570              var: !2,
4571              expr: !DIExpression(DW_OP_LLVM_fragment, 32, 32)
4572              )
4573     !2 = !DIGlobalVariable(name: "split64", linkageName: "split64", scope: !3,
4574                            file: !4, line: 8, type: !5, declaration: !6)
4576 All global variable expressions should be referenced by the `globals:` field of
4577 a :ref:`compile unit <DICompileUnit>`.
4579 .. _DISubprogram:
4581 DISubprogram
4582 """"""""""""
4584 ``DISubprogram`` nodes represent functions from the source language. A
4585 ``DISubprogram`` may be attached to a function definition using ``!dbg``
4586 metadata. The ``variables:`` field points at :ref:`variables <DILocalVariable>`
4587 that must be retained, even if their IR counterparts are optimized out of
4588 the IR. The ``type:`` field must point at an :ref:`DISubroutineType`.
4590 .. _DISubprogramDeclaration:
4592 When ``isDefinition: false``, subprograms describe a declaration in the type
4593 tree as opposed to a definition of a function.  If the scope is a composite
4594 type with an ODR ``identifier:`` and that does not set ``flags: DIFwdDecl``,
4595 then the subprogram declaration is uniqued based only on its ``linkageName:``
4596 and ``scope:``.
4598 .. code-block:: text
4600     define void @_Z3foov() !dbg !0 {
4601       ...
4602     }
4604     !0 = distinct !DISubprogram(name: "foo", linkageName: "_Zfoov", scope: !1,
4605                                 file: !2, line: 7, type: !3, isLocal: true,
4606                                 isDefinition: true, scopeLine: 8,
4607                                 containingType: !4,
4608                                 virtuality: DW_VIRTUALITY_pure_virtual,
4609                                 virtualIndex: 10, flags: DIFlagPrototyped,
4610                                 isOptimized: true, unit: !5, templateParams: !6,
4611                                 declaration: !7, variables: !8, thrownTypes: !9)
4613 .. _DILexicalBlock:
4615 DILexicalBlock
4616 """"""""""""""
4618 ``DILexicalBlock`` nodes describe nested blocks within a :ref:`subprogram
4619 <DISubprogram>`. The line number and column numbers are used to distinguish
4620 two lexical blocks at same depth. They are valid targets for ``scope:``
4621 fields.
4623 .. code-block:: text
4625     !0 = distinct !DILexicalBlock(scope: !1, file: !2, line: 7, column: 35)
4627 Usually lexical blocks are ``distinct`` to prevent node merging based on
4628 operands.
4630 .. _DILexicalBlockFile:
4632 DILexicalBlockFile
4633 """"""""""""""""""
4635 ``DILexicalBlockFile`` nodes are used to discriminate between sections of a
4636 :ref:`lexical block <DILexicalBlock>`. The ``file:`` field can be changed to
4637 indicate textual inclusion, or the ``discriminator:`` field can be used to
4638 discriminate between control flow within a single block in the source language.
4640 .. code-block:: text
4642     !0 = !DILexicalBlock(scope: !3, file: !4, line: 7, column: 35)
4643     !1 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 0)
4644     !2 = !DILexicalBlockFile(scope: !0, file: !4, discriminator: 1)
4646 .. _DILocation:
4648 DILocation
4649 """"""""""
4651 ``DILocation`` nodes represent source debug locations. The ``scope:`` field is
4652 mandatory, and points at an :ref:`DILexicalBlockFile`, an
4653 :ref:`DILexicalBlock`, or an :ref:`DISubprogram`.
4655 .. code-block:: text
4657     !0 = !DILocation(line: 2900, column: 42, scope: !1, inlinedAt: !2)
4659 .. _DILocalVariable:
4661 DILocalVariable
4662 """""""""""""""
4664 ``DILocalVariable`` nodes represent local variables in the source language. If
4665 the ``arg:`` field is set to non-zero, then this variable is a subprogram
4666 parameter, and it will be included in the ``variables:`` field of its
4667 :ref:`DISubprogram`.
4669 .. code-block:: text
4671     !0 = !DILocalVariable(name: "this", arg: 1, scope: !3, file: !2, line: 7,
4672                           type: !3, flags: DIFlagArtificial)
4673     !1 = !DILocalVariable(name: "x", arg: 2, scope: !4, file: !2, line: 7,
4674                           type: !3)
4675     !2 = !DILocalVariable(name: "y", scope: !5, file: !2, line: 7, type: !3)
4677 .. _DIExpression:
4679 DIExpression
4680 """"""""""""
4682 ``DIExpression`` nodes represent expressions that are inspired by the DWARF
4683 expression language. They are used in :ref:`debug intrinsics<dbg_intrinsics>`
4684 (such as ``llvm.dbg.declare`` and ``llvm.dbg.value``) to describe how the
4685 referenced LLVM variable relates to the source language variable. Debug
4686 intrinsics are interpreted left-to-right: start by pushing the value/address
4687 operand of the intrinsic onto a stack, then repeatedly push and evaluate
4688 opcodes from the DIExpression until the final variable description is produced.
4690 The current supported opcode vocabulary is limited:
4692 - ``DW_OP_deref`` dereferences the top of the expression stack.
4693 - ``DW_OP_plus`` pops the last two entries from the expression stack, adds
4694   them together and appends the result to the expression stack.
4695 - ``DW_OP_minus`` pops the last two entries from the expression stack, subtracts
4696   the last entry from the second last entry and appends the result to the
4697   expression stack.
4698 - ``DW_OP_plus_uconst, 93`` adds ``93`` to the working expression.
4699 - ``DW_OP_LLVM_fragment, 16, 8`` specifies the offset and size (``16`` and ``8``
4700   here, respectively) of the variable fragment from the working expression. Note
4701   that contrary to DW_OP_bit_piece, the offset is describing the location
4702   within the described source variable.
4703 - ``DW_OP_LLVM_convert, 16, DW_ATE_signed`` specifies a bit size and encoding
4704   (``16`` and ``DW_ATE_signed`` here, respectively) to which the top of the
4705   expression stack is to be converted. Maps into a ``DW_OP_convert`` operation
4706   that references a base type constructed from the supplied values.
4707 - ``DW_OP_swap`` swaps top two stack entries.
4708 - ``DW_OP_xderef`` provides extended dereference mechanism. The entry at the top
4709   of the stack is treated as an address. The second stack entry is treated as an
4710   address space identifier.
4711 - ``DW_OP_stack_value`` marks a constant value.
4713 DWARF specifies three kinds of simple location descriptions: Register, memory,
4714 and implicit location descriptions.  Note that a location description is
4715 defined over certain ranges of a program, i.e the location of a variable may
4716 change over the course of the program. Register and memory location
4717 descriptions describe the *concrete location* of a source variable (in the
4718 sense that a debugger might modify its value), whereas *implicit locations*
4719 describe merely the actual *value* of a source variable which might not exist
4720 in registers or in memory (see ``DW_OP_stack_value``).
4722 A ``llvm.dbg.addr`` or ``llvm.dbg.declare`` intrinsic describes an indirect
4723 value (the address) of a source variable. The first operand of the intrinsic
4724 must be an address of some kind. A DIExpression attached to the intrinsic
4725 refines this address to produce a concrete location for the source variable.
4727 A ``llvm.dbg.value`` intrinsic describes the direct value of a source variable.
4728 The first operand of the intrinsic may be a direct or indirect value. A
4729 DIExpresion attached to the intrinsic refines the first operand to produce a
4730 direct value. For example, if the first operand is an indirect value, it may be
4731 necessary to insert ``DW_OP_deref`` into the DIExpresion in order to produce a
4732 valid debug intrinsic.
4734 .. note::
4736    A DIExpression is interpreted in the same way regardless of which kind of
4737    debug intrinsic it's attached to.
4739 .. code-block:: text
4741     !0 = !DIExpression(DW_OP_deref)
4742     !1 = !DIExpression(DW_OP_plus_uconst, 3)
4743     !1 = !DIExpression(DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus)
4744     !2 = !DIExpression(DW_OP_bit_piece, 3, 7)
4745     !3 = !DIExpression(DW_OP_deref, DW_OP_constu, 3, DW_OP_plus, DW_OP_LLVM_fragment, 3, 7)
4746     !4 = !DIExpression(DW_OP_constu, 2, DW_OP_swap, DW_OP_xderef)
4747     !5 = !DIExpression(DW_OP_constu, 42, DW_OP_stack_value)
4749 DIObjCProperty
4750 """"""""""""""
4752 ``DIObjCProperty`` nodes represent Objective-C property nodes.
4754 .. code-block:: text
4756     !3 = !DIObjCProperty(name: "foo", file: !1, line: 7, setter: "setFoo",
4757                          getter: "getFoo", attributes: 7, type: !2)
4759 DIImportedEntity
4760 """"""""""""""""
4762 ``DIImportedEntity`` nodes represent entities (such as modules) imported into a
4763 compile unit.
4765 .. code-block:: text
4767    !2 = !DIImportedEntity(tag: DW_TAG_imported_module, name: "foo", scope: !0,
4768                           entity: !1, line: 7)
4770 DIMacro
4771 """""""
4773 ``DIMacro`` nodes represent definition or undefinition of a macro identifiers.
4774 The ``name:`` field is the macro identifier, followed by macro parameters when
4775 defining a function-like macro, and the ``value`` field is the token-string
4776 used to expand the macro identifier.
4778 .. code-block:: text
4780    !2 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_define, line: 7, name: "foo(x)",
4781                  value: "((x) + 1)")
4782    !3 = !DIMacro(macinfo: DW_MACINFO_undef, line: 30, name: "foo")
4784 DIMacroFile
4785 """""""""""
4787 ``DIMacroFile`` nodes represent inclusion of source files.
4788 The ``nodes:`` field is a list of ``DIMacro`` and ``DIMacroFile`` nodes that
4789 appear in the included source file.
4791 .. code-block:: text
4793    !2 = !DIMacroFile(macinfo: DW_MACINFO_start_file, line: 7, file: !2,
4794                      nodes: !3)
4796 '``tbaa``' Metadata
4797 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4799 In LLVM IR, memory does not have types, so LLVM's own type system is not
4800 suitable for doing type based alias analysis (TBAA). Instead, metadata is
4801 added to the IR to describe a type system of a higher level language. This
4802 can be used to implement C/C++ strict type aliasing rules, but it can also
4803 be used to implement custom alias analysis behavior for other languages.
4805 This description of LLVM's TBAA system is broken into two parts:
4806 :ref:`Semantics<tbaa_node_semantics>` talks about high level issues, and
4807 :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` talks about the metadata
4808 encoding of various entities.
4810 It is always possible to trace any TBAA node to a "root" TBAA node (details
4811 in the :ref:`Representation<tbaa_node_representation>` section).  TBAA
4812 nodes with different roots have an unknown aliasing relationship, and LLVM
4813 conservatively infers ``MayAlias`` between them.  The rules mentioned in
4814 this section only pertain to TBAA nodes living under the same root.
4816 .. _tbaa_node_semantics:
4818 Semantics
4819 """""""""
4821 The TBAA metadata system, referred to as "struct path TBAA" (not to be
4822 confused with ``tbaa.struct``), consists of the following high level
4823 concepts: *Type Descriptors*, further subdivided into scalar type
4824 descriptors and struct type descriptors; and *Access Tags*.
4826 **Type descriptors** describe the type system of the higher level language
4827 being compiled.  **Scalar type descriptors** describe types that do not
4828 contain other types.  Each scalar type has a parent type, which must also
4829 be a scalar type or the TBAA root.  Via this parent relation, scalar types
4830 within a TBAA root form a tree.  **Struct type descriptors** denote types
4831 that contain a sequence of other type descriptors, at known offsets.  These
4832 contained type descriptors can either be struct type descriptors themselves
4833 or scalar type descriptors.
4835 **Access tags** are metadata nodes attached to load and store instructions.
4836 Access tags use type descriptors to describe the *location* being accessed
4837 in terms of the type system of the higher level language.  Access tags are
4838 tuples consisting of a base type, an access type and an offset.  The base
4839 type is a scalar type descriptor or a struct type descriptor, the access
4840 type is a scalar type descriptor, and the offset is a constant integer.
4842 The access tag ``(BaseTy, AccessTy, Offset)`` can describe one of two
4843 things:
4845  * If ``BaseTy`` is a struct type, the tag describes a memory access (load
4846    or store) of a value of type ``AccessTy`` contained in the struct type
4847    ``BaseTy`` at offset ``Offset``.
4849  * If ``BaseTy`` is a scalar type, ``Offset`` must be 0 and ``BaseTy`` and
4850    ``AccessTy`` must be the same; and the access tag describes a scalar
4851    access with scalar type ``AccessTy``.
4853 We first define an ``ImmediateParent`` relation on ``(BaseTy, Offset)``
4854 tuples this way:
4856  * If ``BaseTy`` is a scalar type then ``ImmediateParent(BaseTy, 0)`` is
4857    ``(ParentTy, 0)`` where ``ParentTy`` is the parent of the scalar type as
4858    described in the TBAA metadata.  ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)`` is
4859    undefined if ``Offset`` is non-zero.
4861  * If ``BaseTy`` is a struct type then ``ImmediateParent(BaseTy, Offset)``
4862    is ``(NewTy, NewOffset)`` where ``NewTy`` is the type contained in
4863    ``BaseTy`` at offset ``Offset`` and ``NewOffset`` is ``Offset`` adjusted
4864    to be relative within that inner type.
4866 A memory access with an access tag ``(BaseTy1, AccessTy1, Offset1)``
4867 aliases a memory access with an access tag ``(BaseTy2, AccessTy2,
4868 Offset2)`` if either ``(BaseTy1, Offset1)`` is reachable from ``(Base2,
4869 Offset2)`` via the ``Parent`` relation or vice versa.
4871 As a concrete example, the type descriptor graph for the following program
4873 .. code-block:: c
4875     struct Inner {
4876       int i;    // offset 0
4877       float f;  // offset 4
4878     };
4880     struct Outer {
4881       float f;  // offset 0
4882       double d; // offset 4
4883       struct Inner inner_a;  // offset 12
4884     };
4886     void f(struct Outer* outer, struct Inner* inner, float* f, int* i, char* c) {
4887       outer->f = 0;            // tag0: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 0)
4888       outer->inner_a.i = 0;    // tag1: (OuterStructTy, IntScalarTy, 12)
4889       outer->inner_a.f = 0.0;  // tag2: (OuterStructTy, FloatScalarTy, 16)
4890       *f = 0.0;                // tag3: (FloatScalarTy, FloatScalarTy, 0)
4891     }
4893 is (note that in C and C++, ``char`` can be used to access any arbitrary
4894 type):
4896 .. code-block:: text
4898     Root = "TBAA Root"
4899     CharScalarTy = ("char", Root, 0)
4900     FloatScalarTy = ("float", CharScalarTy, 0)
4901     DoubleScalarTy = ("double", CharScalarTy, 0)
4902     IntScalarTy = ("int", CharScalarTy, 0)
4903     InnerStructTy = {"Inner" (IntScalarTy, 0), (FloatScalarTy, 4)}
4904     OuterStructTy = {"Outer", (FloatScalarTy, 0), (DoubleScalarTy, 4),
4905                      (InnerStructTy, 12)}
4908 with (e.g.) ``ImmediateParent(OuterStructTy, 12)`` = ``(InnerStructTy,
4909 0)``, ``ImmediateParent(InnerStructTy, 0)`` = ``(IntScalarTy, 0)``, and
4910 ``ImmediateParent(IntScalarTy, 0)`` = ``(CharScalarTy, 0)``.
4912 .. _tbaa_node_representation:
4914 Representation
4915 """"""""""""""
4917 The root node of a TBAA type hierarchy is an ``MDNode`` with 0 operands or
4918 with exactly one ``MDString`` operand.
4920 Scalar type descriptors are represented as an ``MDNode`` s with two
4921 operands.  The first operand is an ``MDString`` denoting the name of the
4922 struct type.  LLVM does not assign meaning to the value of this operand, it
4923 only cares about it being an ``MDString``.  The second operand is an
4924 ``MDNode`` which points to the parent for said scalar type descriptor,
4925 which is either another scalar type descriptor or the TBAA root.  Scalar
4926 type descriptors can have an optional third argument, but that must be the
4927 constant integer zero.
4929 Struct type descriptors are represented as ``MDNode`` s with an odd number
4930 of operands greater than 1.  The first operand is an ``MDString`` denoting
4931 the name of the struct type.  Like in scalar type descriptors the actual
4932 value of this name operand is irrelevant to LLVM.  After the name operand,
4933 the struct type descriptors have a sequence of alternating ``MDNode`` and
4934 ``ConstantInt`` operands.  With N starting from 1, the 2N - 1 th operand,
4935 an ``MDNode``, denotes a contained field, and the 2N th operand, a
4936 ``ConstantInt``, is the offset of the said contained field.  The offsets
4937 must be in non-decreasing order.
4939 Access tags are represented as ``MDNode`` s with either 3 or 4 operands.
4940 The first operand is an ``MDNode`` pointing to the node representing the
4941 base type.  The second operand is an ``MDNode`` pointing to the node
4942 representing the access type.  The third operand is a ``ConstantInt`` that
4943 states the offset of the access.  If a fourth field is present, it must be
4944 a ``ConstantInt`` valued at 0 or 1.  If it is 1 then the access tag states
4945 that the location being accessed is "constant" (meaning
4946 ``pointsToConstantMemory`` should return true; see `other useful
4947 AliasAnalysis methods <AliasAnalysis.html#OtherItfs>`_).  The TBAA root of
4948 the access type and the base type of an access tag must be the same, and
4949 that is the TBAA root of the access tag.
4951 '``tbaa.struct``' Metadata
4952 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4954 The :ref:`llvm.memcpy <int_memcpy>` is often used to implement
4955 aggregate assignment operations in C and similar languages, however it
4956 is defined to copy a contiguous region of memory, which is more than
4957 strictly necessary for aggregate types which contain holes due to
4958 padding. Also, it doesn't contain any TBAA information about the fields
4959 of the aggregate.
4961 ``!tbaa.struct`` metadata can describe which memory subregions in a
4962 memcpy are padding and what the TBAA tags of the struct are.
4964 The current metadata format is very simple. ``!tbaa.struct`` metadata
4965 nodes are a list of operands which are in conceptual groups of three.
4966 For each group of three, the first operand gives the byte offset of a
4967 field in bytes, the second gives its size in bytes, and the third gives
4968 its tbaa tag. e.g.:
4970 .. code-block:: llvm
4972     !4 = !{ i64 0, i64 4, !1, i64 8, i64 4, !2 }
4974 This describes a struct with two fields. The first is at offset 0 bytes
4975 with size 4 bytes, and has tbaa tag !1. The second is at offset 8 bytes
4976 and has size 4 bytes and has tbaa tag !2.
4978 Note that the fields need not be contiguous. In this example, there is a
4979 4 byte gap between the two fields. This gap represents padding which
4980 does not carry useful data and need not be preserved.
4982 '``noalias``' and '``alias.scope``' Metadata
4983 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
4985 ``noalias`` and ``alias.scope`` metadata provide the ability to specify generic
4986 noalias memory-access sets. This means that some collection of memory access
4987 instructions (loads, stores, memory-accessing calls, etc.) that carry
4988 ``noalias`` metadata can specifically be specified not to alias with some other
4989 collection of memory access instructions that carry ``alias.scope`` metadata.
4990 Each type of metadata specifies a list of scopes where each scope has an id and
4991 a domain.
4993 When evaluating an aliasing query, if for some domain, the set
4994 of scopes with that domain in one instruction's ``alias.scope`` list is a
4995 subset of (or equal to) the set of scopes for that domain in another
4996 instruction's ``noalias`` list, then the two memory accesses are assumed not to
4997 alias.
4999 Because scopes in one domain don't affect scopes in other domains, separate
5000 domains can be used to compose multiple independent noalias sets.  This is
5001 used for example during inlining.  As the noalias function parameters are
5002 turned into noalias scope metadata, a new domain is used every time the
5003 function is inlined.
5005 The metadata identifying each domain is itself a list containing one or two
5006 entries. The first entry is the name of the domain. Note that if the name is a
5007 string then it can be combined across functions and translation units. A
5008 self-reference can be used to create globally unique domain names. A
5009 descriptive string may optionally be provided as a second list entry.
5011 The metadata identifying each scope is also itself a list containing two or
5012 three entries. The first entry is the name of the scope. Note that if the name
5013 is a string then it can be combined across functions and translation units. A
5014 self-reference can be used to create globally unique scope names. A metadata
5015 reference to the scope's domain is the second entry. A descriptive string may
5016 optionally be provided as a third list entry.
5018 For example,
5020 .. code-block:: llvm
5022     ; Two scope domains:
5023     !0 = !{!0}
5024     !1 = !{!1}
5026     ; Some scopes in these domains:
5027     !2 = !{!2, !0}
5028     !3 = !{!3, !0}
5029     !4 = !{!4, !1}
5031     ; Some scope lists:
5032     !5 = !{!4} ; A list containing only scope !4
5033     !6 = !{!4, !3, !2}
5034     !7 = !{!3}
5036     ; These two instructions don't alias:
5037     %0 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5038     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !5
5040     ; These two instructions also don't alias (for domain !1, the set of scopes
5041     ; in the !alias.scope equals that in the !noalias list):
5042     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !5
5043     store float %2, float* %arrayidx.i2, align 4, !noalias !6
5045     ; These two instructions may alias (for domain !0, the set of scopes in
5046     ; the !noalias list is not a superset of, or equal to, the scopes in the
5047     ; !alias.scope list):
5048     %2 = load float, float* %c, align 4, !alias.scope !6
5049     store float %0, float* %arrayidx.i, align 4, !noalias !7
5051 '``fpmath``' Metadata
5052 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5054 ``fpmath`` metadata may be attached to any instruction of floating-point
5055 type. It can be used to express the maximum acceptable error in the
5056 result of that instruction, in ULPs, thus potentially allowing the
5057 compiler to use a more efficient but less accurate method of computing
5058 it. ULP is defined as follows:
5060     If ``x`` is a real number that lies between two finite consecutive
5061     floating-point numbers ``a`` and ``b``, without being equal to one
5062     of them, then ``ulp(x) = |b - a|``, otherwise ``ulp(x)`` is the
5063     distance between the two non-equal finite floating-point numbers
5064     nearest ``x``. Moreover, ``ulp(NaN)`` is ``NaN``.
5066 The metadata node shall consist of a single positive float type number
5067 representing the maximum relative error, for example:
5069 .. code-block:: llvm
5071     !0 = !{ float 2.5 } ; maximum acceptable inaccuracy is 2.5 ULPs
5073 .. _range-metadata:
5075 '``range``' Metadata
5076 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5078 ``range`` metadata may be attached only to ``load``, ``call`` and ``invoke`` of
5079 integer types. It expresses the possible ranges the loaded value or the value
5080 returned by the called function at this call site is in. If the loaded or
5081 returned value is not in the specified range, the behavior is undefined. The
5082 ranges are represented with a flattened list of integers. The loaded value or
5083 the value returned is known to be in the union of the ranges defined by each
5084 consecutive pair. Each pair has the following properties:
5086 -  The type must match the type loaded by the instruction.
5087 -  The pair ``a,b`` represents the range ``[a,b)``.
5088 -  Both ``a`` and ``b`` are constants.
5089 -  The range is allowed to wrap.
5090 -  The range should not represent the full or empty set. That is,
5091    ``a!=b``.
5093 In addition, the pairs must be in signed order of the lower bound and
5094 they must be non-contiguous.
5096 Examples:
5098 .. code-block:: llvm
5100       %a = load i8, i8* %x, align 1, !range !0 ; Can only be 0 or 1
5101       %b = load i8, i8* %y, align 1, !range !1 ; Can only be 255 (-1), 0 or 1
5102       %c = call i8 @foo(),       !range !2 ; Can only be 0, 1, 3, 4 or 5
5103       %d = invoke i8 @bar() to label %cont
5104              unwind label %lpad, !range !3 ; Can only be -2, -1, 3, 4 or 5
5105     ...
5106     !0 = !{ i8 0, i8 2 }
5107     !1 = !{ i8 255, i8 2 }
5108     !2 = !{ i8 0, i8 2, i8 3, i8 6 }
5109     !3 = !{ i8 -2, i8 0, i8 3, i8 6 }
5111 '``absolute_symbol``' Metadata
5112 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5114 ``absolute_symbol`` metadata may be attached to a global variable
5115 declaration. It marks the declaration as a reference to an absolute symbol,
5116 which causes the backend to use absolute relocations for the symbol even
5117 in position independent code, and expresses the possible ranges that the
5118 global variable's *address* (not its value) is in, in the same format as
5119 ``range`` metadata, with the extension that the pair ``all-ones,all-ones``
5120 may be used to represent the full set.
5122 Example (assuming 64-bit pointers):
5124 .. code-block:: llvm
5126       @a = external global i8, !absolute_symbol !0 ; Absolute symbol in range [0,256)
5127       @b = external global i8, !absolute_symbol !1 ; Absolute symbol in range [0,2^64)
5129     ...
5130     !0 = !{ i64 0, i64 256 }
5131     !1 = !{ i64 -1, i64 -1 }
5133 '``callees``' Metadata
5134 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5136 ``callees`` metadata may be attached to indirect call sites. If ``callees``
5137 metadata is attached to a call site, and any callee is not among the set of
5138 functions provided by the metadata, the behavior is undefined. The intent of
5139 this metadata is to facilitate optimizations such as indirect-call promotion.
5140 For example, in the code below, the call instruction may only target the
5141 ``add`` or ``sub`` functions:
5143 .. code-block:: llvm
5145     %result = call i64 %binop(i64 %x, i64 %y), !callees !0
5147     ...
5148     !0 = !{i64 (i64, i64)* @add, i64 (i64, i64)* @sub}
5150 '``callback``' Metadata
5151 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5153 ``callback`` metadata may be attached to a function declaration, or definition.
5154 (Call sites are excluded only due to the lack of a use case.) For ease of
5155 exposition, we'll refer to the function annotated w/ metadata as a broker
5156 function. The metadata describes how the arguments of a call to the broker are
5157 in turn passed to the callback function specified by the metadata. Thus, the
5158 ``callback`` metadata provides a partial description of a call site inside the
5159 broker function with regards to the arguments of a call to the broker. The only
5160 semantic restriction on the broker function itself is that it is not allowed to
5161 inspect or modify arguments referenced in the ``callback`` metadata as
5162 pass-through to the callback function.
5164 The broker is not required to actually invoke the callback function at runtime.
5165 However, the assumptions about not inspecting or modifying arguments that would
5166 be passed to the specified callback function still hold, even if the callback
5167 function is not dynamically invoked. The broker is allowed to invoke the
5168 callback function more than once per invocation of the broker. The broker is
5169 also allowed to invoke (directly or indirectly) the function passed as a
5170 callback through another use. Finally, the broker is also allowed to relay the
5171 callback callee invocation to a different thread.
5173 The metadata is structured as follows: At the outer level, ``callback``
5174 metadata is a list of ``callback`` encodings. Each encoding starts with a
5175 constant ``i64`` which describes the argument position of the callback function
5176 in the call to the broker. The following elements, except the last, describe
5177 what arguments are passed to the callback function. Each element is again an
5178 ``i64`` constant identifying the argument of the broker that is passed through,
5179 or ``i64 -1`` to indicate an unknown or inspected argument. The order in which
5180 they are listed has to be the same in which they are passed to the callback
5181 callee. The last element of the encoding is a boolean which specifies how
5182 variadic arguments of the broker are handled. If it is true, all variadic
5183 arguments of the broker are passed through to the callback function *after* the
5184 arguments encoded explicitly before.
5186 In the code below, the ``pthread_create`` function is marked as a broker
5187 through the ``!callback !1`` metadata. In the example, there is only one
5188 callback encoding, namely ``!2``, associated with the broker. This encoding
5189 identifies the callback function as the second argument of the broker (``i64
5190 2``) and the sole argument of the callback function as the third one of the
5191 broker function (``i64 3``).
5193 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5194    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5195    have misc.highlighting_failure set?
5197 .. code-block:: text
5199     declare !callback !1 dso_local i32 @pthread_create(i64*, %union.pthread_attr_t*, i8* (i8*)*, i8*)
5201     ...
5202     !2 = !{i64 2, i64 3, i1 false}
5203     !1 = !{!2}
5205 Another example is shown below. The callback callee is the second argument of
5206 the ``__kmpc_fork_call`` function (``i64 2``). The callee is given two unknown
5207 values (each identified by a ``i64 -1``) and afterwards all
5208 variadic arguments that are passed to the ``__kmpc_fork_call`` call (due to the
5209 final ``i1 true``).
5211 .. FIXME why does the llvm-sphinx-docs builder give a highlighting
5212    error if the below is set to highlight as 'llvm', despite that we
5213    have misc.highlighting_failure set?
5215 .. code-block:: text
5217     declare !callback !0 dso_local void @__kmpc_fork_call(%struct.ident_t*, i32, void (i32*, i32*, ...)*, ...)
5219     ...
5220     !1 = !{i64 2, i64 -1, i64 -1, i1 true}
5221     !0 = !{!1}
5224 '``unpredictable``' Metadata
5225 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5227 ``unpredictable`` metadata may be attached to any branch or switch
5228 instruction. It can be used to express the unpredictability of control
5229 flow. Similar to the llvm.expect intrinsic, it may be used to alter
5230 optimizations related to compare and branch instructions. The metadata
5231 is treated as a boolean value; if it exists, it signals that the branch
5232 or switch that it is attached to is completely unpredictable.
5234 .. _llvm.loop:
5236 '``llvm.loop``'
5237 ^^^^^^^^^^^^^^^
5239 It is sometimes useful to attach information to loop constructs. Currently,
5240 loop metadata is implemented as metadata attached to the branch instruction
5241 in the loop latch block. This type of metadata refer to a metadata node that is
5242 guaranteed to be separate for each loop. The loop identifier metadata is
5243 specified with the name ``llvm.loop``.
5245 The loop identifier metadata is implemented using a metadata that refers to
5246 itself to avoid merging it with any other identifier metadata, e.g.,
5247 during module linkage or function inlining. That is, each loop should refer
5248 to their own identification metadata even if they reside in separate functions.
5249 The following example contains loop identifier metadata for two separate loop
5250 constructs:
5252 .. code-block:: llvm
5254     !0 = !{!0}
5255     !1 = !{!1}
5257 The loop identifier metadata can be used to specify additional
5258 per-loop metadata. Any operands after the first operand can be treated
5259 as user-defined metadata. For example the ``llvm.loop.unroll.count``
5260 suggests an unroll factor to the loop unroller:
5262 .. code-block:: llvm
5264       br i1 %exitcond, label %._crit_edge, label %.lr.ph, !llvm.loop !0
5265     ...
5266     !0 = !{!0, !1}
5267     !1 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5269 '``llvm.loop.disable_nonforced``'
5270 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5272 This metadata disables all optional loop transformations unless
5273 explicitly instructed using other transformation metdata such as
5274 ``llvm.loop.unroll.enable``. That is, no heuristic will try to determine
5275 whether a transformation is profitable. The purpose is to avoid that the
5276 loop is transformed to a different loop before an explicitly requested
5277 (forced) transformation is applied. For instance, loop fusion can make
5278 other transformations impossible. Mandatory loop canonicalizations such
5279 as loop rotation are still applied.
5281 It is recommended to use this metadata in addition to any llvm.loop.*
5282 transformation directive. Also, any loop should have at most one
5283 directive applied to it (and a sequence of transformations built using
5284 followup-attributes). Otherwise, which transformation will be applied
5285 depends on implementation details such as the pass pipeline order.
5287 See :ref:`transformation-metadata` for details.
5289 '``llvm.loop.vectorize``' and '``llvm.loop.interleave``'
5290 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5292 Metadata prefixed with ``llvm.loop.vectorize`` or ``llvm.loop.interleave`` are
5293 used to control per-loop vectorization and interleaving parameters such as
5294 vectorization width and interleave count. These metadata should be used in
5295 conjunction with ``llvm.loop`` loop identification metadata. The
5296 ``llvm.loop.vectorize`` and ``llvm.loop.interleave`` metadata are only
5297 optimization hints and the optimizer will only interleave and vectorize loops if
5298 it believes it is safe to do so. The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata
5299 which contains information about loop-carried memory dependencies can be helpful
5300 in determining the safety of these transformations.
5302 '``llvm.loop.interleave.count``' Metadata
5303 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5305 This metadata suggests an interleave count to the loop interleaver.
5306 The first operand is the string ``llvm.loop.interleave.count`` and the
5307 second operand is an integer specifying the interleave count. For
5308 example:
5310 .. code-block:: llvm
5312    !0 = !{!"llvm.loop.interleave.count", i32 4}
5314 Note that setting ``llvm.loop.interleave.count`` to 1 disables interleaving
5315 multiple iterations of the loop. If ``llvm.loop.interleave.count`` is set to 0
5316 then the interleave count will be determined automatically.
5318 '``llvm.loop.vectorize.enable``' Metadata
5319 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5321 This metadata selectively enables or disables vectorization for the loop. The
5322 first operand is the string ``llvm.loop.vectorize.enable`` and the second operand
5323 is a bit. If the bit operand value is 1 vectorization is enabled. A value of
5324 0 disables vectorization:
5326 .. code-block:: llvm
5328    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 0}
5329    !1 = !{!"llvm.loop.vectorize.enable", i1 1}
5331 '``llvm.loop.vectorize.width``' Metadata
5332 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5334 This metadata sets the target width of the vectorizer. The first
5335 operand is the string ``llvm.loop.vectorize.width`` and the second
5336 operand is an integer specifying the width. For example:
5338 .. code-block:: llvm
5340    !0 = !{!"llvm.loop.vectorize.width", i32 4}
5342 Note that setting ``llvm.loop.vectorize.width`` to 1 disables
5343 vectorization of the loop. If ``llvm.loop.vectorize.width`` is set to
5344 0 or if the loop does not have this metadata the width will be
5345 determined automatically.
5347 '``llvm.loop.vectorize.followup_vectorized``' Metadata
5348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5350 This metadata defines which loop attributes the vectorized loop will
5351 have. See :ref:`transformation-metadata` for details.
5353 '``llvm.loop.vectorize.followup_epilogue``' Metadata
5354 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5356 This metadata defines which loop attributes the epilogue will have. The
5357 epilogue is not vectorized and is executed when either the vectorized
5358 loop is not known to preserve semantics (because e.g., it processes two
5359 arrays that are found to alias by a runtime check) or for the last
5360 iterations that do not fill a complete set of vector lanes. See
5361 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5363 '``llvm.loop.vectorize.followup_all``' Metadata
5364 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5366 Attributes in the metadata will be added to both the vectorized and
5367 epilogue loop.
5368 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5370 '``llvm.loop.unroll``'
5371 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5373 Metadata prefixed with ``llvm.loop.unroll`` are loop unrolling
5374 optimization hints such as the unroll factor. ``llvm.loop.unroll``
5375 metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5376 identification metadata. The ``llvm.loop.unroll`` metadata are only
5377 optimization hints and the unrolling will only be performed if the
5378 optimizer believes it is safe to do so.
5380 '``llvm.loop.unroll.count``' Metadata
5381 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5383 This metadata suggests an unroll factor to the loop unroller. The
5384 first operand is the string ``llvm.loop.unroll.count`` and the second
5385 operand is a positive integer specifying the unroll factor. For
5386 example:
5388 .. code-block:: llvm
5390    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.count", i32 4}
5392 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5393 will be partially unrolled.
5395 '``llvm.loop.unroll.disable``' Metadata
5396 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5398 This metadata disables loop unrolling. The metadata has a single operand
5399 which is the string ``llvm.loop.unroll.disable``. For example:
5401 .. code-block:: llvm
5403    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.disable"}
5405 '``llvm.loop.unroll.runtime.disable``' Metadata
5406 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5408 This metadata disables runtime loop unrolling. The metadata has a single
5409 operand which is the string ``llvm.loop.unroll.runtime.disable``. For example:
5411 .. code-block:: llvm
5413    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.runtime.disable"}
5415 '``llvm.loop.unroll.enable``' Metadata
5416 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5418 This metadata suggests that the loop should be fully unrolled if the trip count
5419 is known at compile time and partially unrolled if the trip count is not known
5420 at compile time. The metadata has a single operand which is the string
5421 ``llvm.loop.unroll.enable``.  For example:
5423 .. code-block:: llvm
5425    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.enable"}
5427 '``llvm.loop.unroll.full``' Metadata
5428 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5430 This metadata suggests that the loop should be unrolled fully. The
5431 metadata has a single operand which is the string ``llvm.loop.unroll.full``.
5432 For example:
5434 .. code-block:: llvm
5436    !0 = !{!"llvm.loop.unroll.full"}
5438 '``llvm.loop.unroll.followup``' Metadata
5439 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5441 This metadata defines which loop attributes the unrolled loop will have.
5442 See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5444 '``llvm.loop.unroll.followup_remainder``' Metadata
5445 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5447 This metadata defines which loop attributes the remainder loop after
5448 partial/runtime unrolling will have. See
5449 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5451 '``llvm.loop.unroll_and_jam``'
5452 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5454 This metadata is treated very similarly to the ``llvm.loop.unroll`` metadata
5455 above, but affect the unroll and jam pass. In addition any loop with
5456 ``llvm.loop.unroll`` metadata but no ``llvm.loop.unroll_and_jam`` metadata will
5457 disable unroll and jam (so ``llvm.loop.unroll`` metadata will be left to the
5458 unroller, plus ``llvm.loop.unroll.disable`` metadata will disable unroll and jam
5459 too.)
5461 The metadata for unroll and jam otherwise is the same as for ``unroll``.
5462 ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``, ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable`` and
5463 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` do the same as for unroll.
5464 ``llvm.loop.unroll_and_jam.full`` is not supported. Again these are only hints
5465 and the normal safety checks will still be performed.
5467 '``llvm.loop.unroll_and_jam.count``' Metadata
5468 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5470 This metadata suggests an unroll and jam factor to use, similarly to
5471 ``llvm.loop.unroll.count``. The first operand is the string
5472 ``llvm.loop.unroll_and_jam.count`` and the second operand is a positive integer
5473 specifying the unroll factor. For example:
5475 .. code-block:: llvm
5477    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.count", i32 4}
5479 If the trip count of the loop is less than the unroll count the loop
5480 will be partially unroll and jammed.
5482 '``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``' Metadata
5483 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5485 This metadata disables loop unroll and jamming. The metadata has a single
5486 operand which is the string ``llvm.loop.unroll_and_jam.disable``. For example:
5488 .. code-block:: llvm
5490    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.disable"}
5492 '``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``' Metadata
5493 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5495 This metadata suggests that the loop should be fully unroll and jammed if the
5496 trip count is known at compile time and partially unrolled if the trip count is
5497 not known at compile time. The metadata has a single operand which is the
5498 string ``llvm.loop.unroll_and_jam.enable``.  For example:
5500 .. code-block:: llvm
5502    !0 = !{!"llvm.loop.unroll_and_jam.enable"}
5504 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_outer``' Metadata
5505 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5507 This metadata defines which loop attributes the outer unrolled loop will
5508 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5509 details.
5511 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_inner``' Metadata
5512 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5514 This metadata defines which loop attributes the inner jammed loop will
5515 have. See :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for
5516 details.
5518 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_outer``' Metadata
5519 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5521 This metadata defines which attributes the epilogue of the outer loop
5522 will have. This loop is usually unrolled, meaning there is no such
5523 loop. This attribute will be ignored in this case. See
5524 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5526 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_remainder_inner``' Metadata
5527 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5529 This metadata defines which attributes the inner loop of the epilogue
5530 will have. The outer epilogue will usually be unrolled, meaning there
5531 can be multiple inner remainder loops. See
5532 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5534 '``llvm.loop.unroll_and_jam.followup_all``' Metadata
5535 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5537 Attributes specified in the metadata is added to all
5538 ``llvm.loop.unroll_and_jam.*`` loops. See
5539 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5541 '``llvm.loop.licm_versioning.disable``' Metadata
5542 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5544 This metadata indicates that the loop should not be versioned for the purpose
5545 of enabling loop-invariant code motion (LICM). The metadata has a single operand
5546 which is the string ``llvm.loop.licm_versioning.disable``. For example:
5548 .. code-block:: llvm
5550    !0 = !{!"llvm.loop.licm_versioning.disable"}
5552 '``llvm.loop.distribute.enable``' Metadata
5553 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5555 Loop distribution allows splitting a loop into multiple loops.  Currently,
5556 this is only performed if the entire loop cannot be vectorized due to unsafe
5557 memory dependencies.  The transformation will attempt to isolate the unsafe
5558 dependencies into their own loop.
5560 This metadata can be used to selectively enable or disable distribution of the
5561 loop.  The first operand is the string ``llvm.loop.distribute.enable`` and the
5562 second operand is a bit. If the bit operand value is 1 distribution is
5563 enabled. A value of 0 disables distribution:
5565 .. code-block:: llvm
5567    !0 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 0}
5568    !1 = !{!"llvm.loop.distribute.enable", i1 1}
5570 This metadata should be used in conjunction with ``llvm.loop`` loop
5571 identification metadata.
5573 '``llvm.loop.distribute.followup_coincident``' Metadata
5574 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5576 This metadata defines which attributes extracted loops with no cyclic
5577 dependencies will have (i.e. can be vectorized). See
5578 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5580 '``llvm.loop.distribute.followup_sequential``' Metadata
5581 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5583 This metadata defines which attributes the isolated loops with unsafe
5584 memory dependencies will have. See
5585 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5587 '``llvm.loop.distribute.followup_fallback``' Metadata
5588 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5590 If loop versioning is necessary, this metadata defined the attributes
5591 the non-distributed fallback version will have. See
5592 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5594 '``llvm.loop.distribute.followup_all``' Metadata
5595 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5597 Thes attributes in this metdata is added to all followup loops of the
5598 loop distribution pass. See
5599 :ref:`Transformation Metadata <transformation-metadata>` for details.
5601 '``llvm.access.group``' Metadata
5602 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5604 ``llvm.access.group`` metadata can be attached to any instruction that
5605 potentially accesses memory. It can point to a single distinct metadata
5606 node, which we call access group. This node represents all memory access
5607 instructions referring to it via ``llvm.access.group``. When an
5608 instruction belongs to multiple access groups, it can also point to a
5609 list of accesses groups, illustrated by the following example.
5611 .. code-block:: llvm
5613    %val = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !0
5614    ...
5615    !0 = !{!1, !2}
5616    !1 = distinct !{}
5617    !2 = distinct !{}
5619 It is illegal for the list node to be empty since it might be confused
5620 with an access group.
5622 The access group metadata node must be 'distinct' to avoid collapsing
5623 multiple access groups by content. A access group metadata node must
5624 always be empty which can be used to distinguish an access group
5625 metadata node from a list of access groups. Being empty avoids the
5626 situation that the content must be updated which, because metadata is
5627 immutable by design, would required finding and updating all references
5628 to the access group node.
5630 The access group can be used to refer to a memory access instruction
5631 without pointing to it directly (which is not possible in global
5632 metadata). Currently, the only metadata making use of it is
5633 ``llvm.loop.parallel_accesses``.
5635 '``llvm.loop.parallel_accesses``' Metadata
5636 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5638 The ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata refers to one or more
5639 access group metadata nodes (see ``llvm.access.group``). It denotes that
5640 no loop-carried memory dependence exist between it and other instructions
5641 in the loop with this metadata.
5643 Let ``m1`` and ``m2`` be two instructions that both have the
5644 ``llvm.access.group`` metadata to the access group ``g1``, respectively
5645 ``g2`` (which might be identical). If a loop contains both access groups
5646 in its ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata, then the compiler can
5647 assume that there is no dependency between ``m1`` and ``m2`` carried by
5648 this loop. Instructions that belong to multiple access groups are
5649 considered having this property if at least one of the access groups
5650 matches the ``llvm.loop.parallel_accesses`` list.
5652 If all memory-accessing instructions in a loop have
5653 ``llvm.loop.parallel_accesses`` metadata that refers to that loop, then the
5654 loop has no loop carried memory dependences and is considered to be a
5655 parallel loop.
5657 Note that if not all memory access instructions belong to an access
5658 group referred to by ``llvm.loop.parallel_accesses``, then the loop must
5659 not be considered trivially parallel. Additional
5660 memory dependence analysis is required to make that determination. As a fail
5661 safe mechanism, this causes loops that were originally parallel to be considered
5662 sequential (if optimization passes that are unaware of the parallel semantics
5663 insert new memory instructions into the loop body).
5665 Example of a loop that is considered parallel due to its correct use of
5666 both ``llvm.access.group`` and ``llvm.loop.parallel_accesses``
5667 metadata types.
5669 .. code-block:: llvm
5671    for.body:
5672      ...
5673      %val0 = load i32, i32* %arrayidx, !llvm.access.group !1
5674      ...
5675      store i32 %val0, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !1
5676      ...
5677      br i1 %exitcond, label %for.end, label %for.body, !llvm.loop !0
5679    for.end:
5680    ...
5681    !0 = distinct !{!0, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !1}}
5682    !1 = distinct !{}
5684 It is also possible to have nested parallel loops:
5686 .. code-block:: llvm
5688    outer.for.body:
5689      ...
5690      %val1 = load i32, i32* %arrayidx3, !llvm.access.group !4
5691      ...
5692      br label %inner.for.body
5694    inner.for.body:
5695      ...
5696      %val0 = load i32, i32* %arrayidx1, !llvm.access.group !3
5697      ...
5698      store i32 %val0, i32* %arrayidx2, !llvm.access.group !3
5699      ...
5700      br i1 %exitcond, label %inner.for.end, label %inner.for.body, !llvm.loop !1
5702    inner.for.end:
5703      ...
5704      store i32 %val1, i32* %arrayidx4, !llvm.access.group !4
5705      ...
5706      br i1 %exitcond, label %outer.for.end, label %outer.for.body, !llvm.loop !2
5708    outer.for.end:                                          ; preds = %for.body
5709    ...
5710    !1 = distinct !{!1, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3}}     ; metadata for the inner loop
5711    !2 = distinct !{!2, !{!"llvm.loop.parallel_accesses", !3, !4}} ; metadata for the outer loop
5712    !3 = distinct !{} ; access group for instructions in the inner loop (which are implicitly contained in outer loop as well)
5713    !4 = distinct !{} ; access group for instructions in the outer, but not the inner loop
5715 '``irr_loop``' Metadata
5716 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5718 ``irr_loop`` metadata may be attached to the terminator instruction of a basic
5719 block that's an irreducible loop header (note that an irreducible loop has more
5720 than once header basic blocks.) If ``irr_loop`` metadata is attached to the
5721 terminator instruction of a basic block that is not really an irreducible loop
5722 header, the behavior is undefined. The intent of this metadata is to improve the
5723 accuracy of the block frequency propagation. For example, in the code below, the
5724 block ``header0`` may have a loop header weight (relative to the other headers of
5725 the irreducible loop) of 100:
5727 .. code-block:: llvm
5729     header0:
5730     ...
5731     br i1 %cmp, label %t1, label %t2, !irr_loop !0
5733     ...
5734     !0 = !{"loop_header_weight", i64 100}
5736 Irreducible loop header weights are typically based on profile data.
5738 '``invariant.group``' Metadata
5739 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5741 The experimental ``invariant.group`` metadata may be attached to
5742 ``load``/``store`` instructions referencing a single metadata with no entries.
5743 The existence of the ``invariant.group`` metadata on the instruction tells
5744 the optimizer that every ``load`` and ``store`` to the same pointer operand
5745 can be assumed to load or store the same
5746 value (but see the ``llvm.launder.invariant.group`` intrinsic which affects
5747 when two pointers are considered the same). Pointers returned by bitcast or
5748 getelementptr with only zero indices are considered the same.
5750 Examples:
5752 .. code-block:: llvm
5754    @unknownPtr = external global i8
5755    ...
5756    %ptr = alloca i8
5757    store i8 42, i8* %ptr, !invariant.group !0
5758    call void @foo(i8* %ptr)
5760    %a = load i8, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that value under %ptr didn't change
5761    call void @foo(i8* %ptr)
5763    %newPtr = call i8* @getPointer(i8* %ptr)
5764    %c = load i8, i8* %newPtr, !invariant.group !0 ; Can't assume anything, because we only have information about %ptr
5766    %unknownValue = load i8, i8* @unknownPtr
5767    store i8 %unknownValue, i8* %ptr, !invariant.group !0 ; Can assume that %unknownValue == 42
5769    call void @foo(i8* %ptr)
5770    %newPtr2 = call i8* @llvm.launder.invariant.group(i8* %ptr)
5771    %d = load i8, i8* %newPtr2, !invariant.group !0  ; Can't step through launder.invariant.group to get value of %ptr
5773    ...
5774    declare void @foo(i8*)
5775    declare i8* @getPointer(i8*)
5776    declare i8* @llvm.launder.invariant.group(i8*)
5778    !0 = !{}
5780 The invariant.group metadata must be dropped when replacing one pointer by
5781 another based on aliasing information. This is because invariant.group is tied
5782 to the SSA value of the pointer operand.
5784 .. code-block:: llvm
5786   %v = load i8, i8* %x, !invariant.group !0
5787   ; if %x mustalias %y then we can replace the above instruction with
5788   %v = load i8, i8* %y
5790 Note that this is an experimental feature, which means that its semantics might
5791 change in the future.
5793 '``type``' Metadata
5794 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5796 See :doc:`TypeMetadata`.
5798 '``associated``' Metadata
5799 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5801 The ``associated`` metadata may be attached to a global object
5802 declaration with a single argument that references another global object.
5804 This metadata prevents discarding of the global object in linker GC
5805 unless the referenced object is also discarded. The linker support for
5806 this feature is spotty. For best compatibility, globals carrying this
5807 metadata may also:
5809 - Be in a comdat with the referenced global.
5810 - Be in @llvm.compiler.used.
5811 - Have an explicit section with a name which is a valid C identifier.
5813 It does not have any effect on non-ELF targets.
5815 Example:
5817 .. code-block:: text
5819     $a = comdat any
5820     @a = global i32 1, comdat $a
5821     @b = internal global i32 2, comdat $a, section "abc", !associated !0
5822     !0 = !{i32* @a}
5825 '``prof``' Metadata
5826 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
5828 The ``prof`` metadata is used to record profile data in the IR.
5829 The first operand of the metadata node indicates the profile metadata
5830 type. There are currently 3 types:
5831 :ref:`branch_weights<prof_node_branch_weights>`,
5832 :ref:`function_entry_count<prof_node_function_entry_count>`, and
5833 :ref:`VP<prof_node_VP>`.
5835 .. _prof_node_branch_weights:
5837 branch_weights
5838 """"""""""""""
5840 Branch weight metadata attached to a branch, select, switch or call instruction
5841 represents the likeliness of the associated branch being taken.
5842 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5844 .. _prof_node_function_entry_count:
5846 function_entry_count
5847 """"""""""""""""""""
5849 Function entry count metadata can be attached to function definitions
5850 to record the number of times the function is called. Used with BFI
5851 information, it is also used to derive the basic block profile count.
5852 For more information, see :doc:`BranchWeightMetadata`.
5854 .. _prof_node_VP:
5859 VP (value profile) metadata can be attached to instructions that have
5860 value profile information. Currently this is indirect calls (where it
5861 records the hottest callees) and calls to memory intrinsics such as memcpy,
5862 memmove, and memset (where it records the hottest byte lengths).
5864 Each VP metadata node contains "VP" string, then a uint32_t value for the value
5865 profiling kind, a uint64_t value for the total number of times the instruction
5866 is executed, followed by uint64_t value and execution count pairs.
5867 The value profiling kind is 0 for indirect call targets and 1 for memory
5868 operations. For indirect call targets, each profile value is a hash
5869 of the callee function name, and for memory operations each value is the
5870 byte length.
5872 Note that the value counts do not need to add up to the total count
5873 listed in the third operand (in practice only the top hottest values
5874 are tracked and reported).
5876 Indirect call example:
5878 .. code-block:: llvm
5880     call void %f(), !prof !1
5881     !1 = !{!"VP", i32 0, i64 1600, i64 7651369219802541373, i64 1030, i64 -4377547752858689819, i64 410}
5883 Note that the VP type is 0 (the second operand), which indicates this is
5884 an indirect call value profile data. The third operand indicates that the
5885 indirect call executed 1600 times. The 4th and 6th operands give the
5886 hashes of the 2 hottest target functions' names (this is the same hash used
5887 to represent function names in the profile database), and the 5th and 7th
5888 operands give the execution count that each of the respective prior target
5889 functions was called.
5891 Module Flags Metadata
5892 =====================
5894 Information about the module as a whole is difficult to convey to LLVM's
5895 subsystems. The LLVM IR isn't sufficient to transmit this information.
5896 The ``llvm.module.flags`` named metadata exists in order to facilitate
5897 this. These flags are in the form of key / value pairs --- much like a
5898 dictionary --- making it easy for any subsystem who cares about a flag to
5899 look it up.
5901 The ``llvm.module.flags`` metadata contains a list of metadata triplets.
5902 Each triplet has the following form:
5904 -  The first element is a *behavior* flag, which specifies the behavior
5905    when two (or more) modules are merged together, and it encounters two
5906    (or more) metadata with the same ID. The supported behaviors are
5907    described below.
5908 -  The second element is a metadata string that is a unique ID for the
5909    metadata. Each module may only have one flag entry for each unique ID (not
5910    including entries with the **Require** behavior).
5911 -  The third element is the value of the flag.
5913 When two (or more) modules are merged together, the resulting
5914 ``llvm.module.flags`` metadata is the union of the modules' flags. That is, for
5915 each unique metadata ID string, there will be exactly one entry in the merged
5916 modules ``llvm.module.flags`` metadata table, and the value for that entry will
5917 be determined by the merge behavior flag, as described below. The only exception
5918 is that entries with the *Require* behavior are always preserved.
5920 The following behaviors are supported:
5922 .. list-table::
5923    :header-rows: 1
5924    :widths: 10 90
5926    * - Value
5927      - Behavior
5929    * - 1
5930      - **Error**
5931            Emits an error if two values disagree, otherwise the resulting value
5932            is that of the operands.
5934    * - 2
5935      - **Warning**
5936            Emits a warning if two values disagree. The result value will be the
5937            operand for the flag from the first module being linked.
5939    * - 3
5940      - **Require**
5941            Adds a requirement that another module flag be present and have a
5942            specified value after linking is performed. The value must be a
5943            metadata pair, where the first element of the pair is the ID of the
5944            module flag to be restricted, and the second element of the pair is
5945            the value the module flag should be restricted to. This behavior can
5946            be used to restrict the allowable results (via triggering of an
5947            error) of linking IDs with the **Override** behavior.
5949    * - 4
5950      - **Override**
5951            Uses the specified value, regardless of the behavior or value of the
5952            other module. If both modules specify **Override**, but the values
5953            differ, an error will be emitted.
5955    * - 5
5956      - **Append**
5957            Appends the two values, which are required to be metadata nodes.
5959    * - 6
5960      - **AppendUnique**
5961            Appends the two values, which are required to be metadata
5962            nodes. However, duplicate entries in the second list are dropped
5963            during the append operation.
5965    * - 7
5966      - **Max**
5967            Takes the max of the two values, which are required to be integers.
5969 It is an error for a particular unique flag ID to have multiple behaviors,
5970 except in the case of **Require** (which adds restrictions on another metadata
5971 value) or **Override**.
5973 An example of module flags:
5975 .. code-block:: llvm
5977     !0 = !{ i32 1, !"foo", i32 1 }
5978     !1 = !{ i32 4, !"bar", i32 37 }
5979     !2 = !{ i32 2, !"qux", i32 42 }
5980     !3 = !{ i32 3, !"qux",
5981       !{
5982         !"foo", i32 1
5983       }
5984     }
5985     !llvm.module.flags = !{ !0, !1, !2, !3 }
5987 -  Metadata ``!0`` has the ID ``!"foo"`` and the value '1'. The behavior
5988    if two or more ``!"foo"`` flags are seen is to emit an error if their
5989    values are not equal.
5991 -  Metadata ``!1`` has the ID ``!"bar"`` and the value '37'. The
5992    behavior if two or more ``!"bar"`` flags are seen is to use the value
5993    '37'.
5995 -  Metadata ``!2`` has the ID ``!"qux"`` and the value '42'. The
5996    behavior if two or more ``!"qux"`` flags are seen is to emit a
5997    warning if their values are not equal.
5999 -  Metadata ``!3`` has the ID ``!"qux"`` and the value:
6001    ::
6003        !{ !"foo", i32 1 }
6005    The behavior is to emit an error if the ``llvm.module.flags`` does not
6006    contain a flag with the ID ``!"foo"`` that has the value '1' after linking is
6007    performed.
6009 Objective-C Garbage Collection Module Flags Metadata
6010 ----------------------------------------------------
6012 On the Mach-O platform, Objective-C stores metadata about garbage
6013 collection in a special section called "image info". The metadata
6014 consists of a version number and a bitmask specifying what types of
6015 garbage collection are supported (if any) by the file. If two or more
6016 modules are linked together their garbage collection metadata needs to
6017 be merged rather than appended together.
6019 The Objective-C garbage collection module flags metadata consists of the
6020 following key-value pairs:
6022 .. list-table::
6023    :header-rows: 1
6024    :widths: 30 70
6026    * - Key
6027      - Value
6029    * - ``Objective-C Version``
6030      - **[Required]** --- The Objective-C ABI version. Valid values are 1 and 2.
6032    * - ``Objective-C Image Info Version``
6033      - **[Required]** --- The version of the image info section. Currently
6034        always 0.
6036    * - ``Objective-C Image Info Section``
6037      - **[Required]** --- The section to place the metadata. Valid values are
6038        ``"__OBJC, __image_info, regular"`` for Objective-C ABI version 1, and
6039        ``"__DATA,__objc_imageinfo, regular, no_dead_strip"`` for
6040        Objective-C ABI version 2.
6042    * - ``Objective-C Garbage Collection``
6043      - **[Required]** --- Specifies whether garbage collection is supported or
6044        not. Valid values are 0, for no garbage collection, and 2, for garbage
6045        collection supported.
6047    * - ``Objective-C GC Only``
6048      - **[Optional]** --- Specifies that only garbage collection is supported.
6049        If present, its value must be 6. This flag requires that the
6050        ``Objective-C Garbage Collection`` flag have the value 2.
6052 Some important flag interactions:
6054 -  If a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 is
6055    merged with a module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to
6056    2, then the resulting module has the
6057    ``Objective-C Garbage Collection`` flag set to 0.
6058 -  A module with ``Objective-C Garbage Collection`` set to 0 cannot be
6059    merged with a module with ``Objective-C GC Only`` set to 6.
6061 C type width Module Flags Metadata
6062 ----------------------------------
6064 The ARM backend emits a section into each generated object file describing the
6065 options that it was compiled with (in a compiler-independent way) to prevent
6066 linking incompatible objects, and to allow automatic library selection. Some
6067 of these options are not visible at the IR level, namely wchar_t width and enum
6068 width.
6070 To pass this information to the backend, these options are encoded in module
6071 flags metadata, using the following key-value pairs:
6073 .. list-table::
6074    :header-rows: 1
6075    :widths: 30 70
6077    * - Key
6078      - Value
6080    * - short_wchar
6081      - * 0 --- sizeof(wchar_t) == 4
6082        * 1 --- sizeof(wchar_t) == 2
6084    * - short_enum
6085      - * 0 --- Enums are at least as large as an ``int``.
6086        * 1 --- Enums are stored in the smallest integer type which can
6087          represent all of its values.
6089 For example, the following metadata section specifies that the module was
6090 compiled with a ``wchar_t`` width of 4 bytes, and the underlying type of an
6091 enum is the smallest type which can represent all of its values::
6093     !llvm.module.flags = !{!0, !1}
6094     !0 = !{i32 1, !"short_wchar", i32 1}
6095     !1 = !{i32 1, !"short_enum", i32 0}
6097 Automatic Linker Flags Named Metadata
6098 =====================================
6100 Some targets support embedding of flags to the linker inside individual object
6101 files. Typically this is used in conjunction with language extensions which
6102 allow source files to contain linker command line options, and have these
6103 automatically be transmitted to the linker via object files.
6105 These flags are encoded in the IR using named metadata with the name
6106 ``!llvm.linker.options``. Each operand is expected to be a metadata node
6107 which should be a list of other metadata nodes, each of which should be a
6108 list of metadata strings defining linker options.
6110 For example, the following metadata section specifies two separate sets of
6111 linker options, presumably to link against ``libz`` and the ``Cocoa``
6112 framework::
6114     !0 = !{ !"-lz" }
6115     !1 = !{ !"-framework", !"Cocoa" }
6116     !llvm.linker.options = !{ !0, !1 }
6118 The metadata encoding as lists of lists of options, as opposed to a collapsed
6119 list of options, is chosen so that the IR encoding can use multiple option
6120 strings to specify e.g., a single library, while still having that specifier be
6121 preserved as an atomic element that can be recognized by a target specific
6122 assembly writer or object file emitter.
6124 Each individual option is required to be either a valid option for the target's
6125 linker, or an option that is reserved by the target specific assembly writer or
6126 object file emitter. No other aspect of these options is defined by the IR.
6128 Dependent Libs Named Metadata
6129 =============================
6131 Some targets support embedding of strings into object files to indicate
6132 a set of libraries to add to the link. Typically this is used in conjunction
6133 with language extensions which allow source files to explicitly declare the
6134 libraries they depend on, and have these automatically be transmitted to the
6135 linker via object files.
6137 The list is encoded in the IR using named metadata with the name
6138 ``!llvm.dependent-libraries``. Each operand is expected to be a metadata node
6139 which should contain a single string operand.
6141 For example, the following metadata section contains two library specfiers::
6143     !0 = !{!"a library specifier"}
6144     !1 = !{!"another library specifier"}
6145     !llvm.dependent-libraries = !{ !0, !1 }
6147 Each library specifier will be handled independently by the consuming linker.
6148 The effect of the library specifiers are defined by the consuming linker.
6150 .. _summary:
6152 ThinLTO Summary
6153 ===============
6155 Compiling with `ThinLTO <https://clang.llvm.org/docs/ThinLTO.html>`_
6156 causes the building of a compact summary of the module that is emitted into
6157 the bitcode. The summary is emitted into the LLVM assembly and identified
6158 in syntax by a caret ('``^``').
6160 The summary is parsed into a bitcode output, along with the Module
6161 IR, via the "``llvm-as``" tool. Tools that parse the Module IR for the purposes
6162 of optimization (e.g. "``clang -x ir``" and "``opt``"), will ignore the
6163 summary entries (just as they currently ignore summary entries in a bitcode
6164 input file).
6166 Eventually, the summary will be parsed into a ModuleSummaryIndex object under
6167 the same conditions where summary index is currently built from bitcode.
6168 Specifically, tools that test the Thin Link portion of a ThinLTO compile
6169 (i.e. llvm-lto and llvm-lto2), or when parsing a combined index
6170 for a distributed ThinLTO backend via clang's "``-fthinlto-index=<>``" flag
6171 (this part is not yet implemented, use llvm-as to create a bitcode object
6172 before feeding into thin link tools for now).
6174 There are currently 3 types of summary entries in the LLVM assembly:
6175 :ref:`module paths<module_path_summary>`,
6176 :ref:`global values<gv_summary>`, and
6177 :ref:`type identifiers<typeid_summary>`.
6179 .. _module_path_summary:
6181 Module Path Summary Entry
6182 -------------------------
6184 Each module path summary entry lists a module containing global values included
6185 in the summary. For a single IR module there will be one such entry, but
6186 in a combined summary index produced during the thin link, there will be
6187 one module path entry per linked module with summary.
6189 Example:
6191 .. code-block:: text
6193     ^0 = module: (path: "/path/to/file.o", hash: (2468601609, 1329373163, 1565878005, 638838075, 3148790418))
6195 The ``path`` field is a string path to the bitcode file, and the ``hash``
6196 field is the 160-bit SHA-1 hash of the IR bitcode contents, used for
6197 incremental builds and caching.
6199 .. _gv_summary:
6201 Global Value Summary Entry
6202 --------------------------
6204 Each global value summary entry corresponds to a global value defined or
6205 referenced by a summarized module.
6207 Example:
6209 .. code-block:: text
6211     ^4 = gv: (name: "f"[, summaries: (Summary)[, (Summary)]*]?) ; guid = 14740650423002898831
6213 For declarations, there will not be a summary list. For definitions, a
6214 global value will contain a list of summaries, one per module containing
6215 a definition. There can be multiple entries in a combined summary index
6216 for symbols with weak linkage.
6218 Each ``Summary`` format will depend on whether the global value is a
6219 :ref:`function<function_summary>`, :ref:`variable<variable_summary>`, or
6220 :ref:`alias<alias_summary>`.
6222 .. _function_summary:
6224 Function Summary
6225 ^^^^^^^^^^^^^^^^
6227 If the global value is a function, the ``Summary`` entry will look like:
6229 .. code-block:: text
6231     function: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), insts: 2[, FuncFlags]?[, Calls]?[, TypeIdInfo]?[, Refs]?
6233 The ``module`` field includes the summary entry id for the module containing
6234 this definition, and the ``flags`` field contains information such as
6235 the linkage type, a flag indicating whether it is legal to import the
6236 definition, whether it is globally live and whether the linker resolved it
6237 to a local definition (the latter two are populated during the thin link).
6238 The ``insts`` field contains the number of IR instructions in the function.
6239 Finally, there are several optional fields: :ref:`FuncFlags<funcflags_summary>`,
6240 :ref:`Calls<calls_summary>`, :ref:`TypeIdInfo<typeidinfo_summary>`,
6241 :ref:`Refs<refs_summary>`.
6243 .. _variable_summary:
6245 Global Variable Summary
6246 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6248 If the global value is a variable, the ``Summary`` entry will look like:
6250 .. code-block:: text
6252     variable: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0)[, Refs]?
6254 The variable entry contains a subset of the fields in a
6255 :ref:`function summary <function_summary>`, see the descriptions there.
6257 .. _alias_summary:
6259 Alias Summary
6260 ^^^^^^^^^^^^^
6262 If the global value is an alias, the ``Summary`` entry will look like:
6264 .. code-block:: text
6266     alias: (module: ^0, flags: (linkage: external, notEligibleToImport: 0, live: 0, dsoLocal: 0), aliasee: ^2)
6268 The ``module`` and ``flags`` fields are as described for a
6269 :ref:`function summary <function_summary>`. The ``aliasee`` field
6270 contains a reference to the global value summary entry of the aliasee.
6272 .. _funcflags_summary:
6274 Function Flags
6275 ^^^^^^^^^^^^^^
6277 The optional ``FuncFlags`` field looks like:
6279 .. code-block:: text
6281     funcFlags: (readNone: 0, readOnly: 0, noRecurse: 0, returnDoesNotAlias: 0)
6283 If unspecified, flags are assumed to hold the conservative ``false`` value of
6284 ``0``.
6286 .. _calls_summary:
6288 Calls
6289 ^^^^^
6291 The optional ``Calls`` field looks like:
6293 .. code-block:: text
6295     calls: ((Callee)[, (Callee)]*)
6297 where each ``Callee`` looks like:
6299 .. code-block:: text
6301     callee: ^1[, hotness: None]?[, relbf: 0]?
6303 The ``callee`` refers to the summary entry id of the callee. At most one
6304 of ``hotness`` (which can take the values ``Unknown``, ``Cold``, ``None``,
6305 ``Hot``, and ``Critical``), and ``relbf`` (which holds the integer
6306 branch frequency relative to the entry frequency, scaled down by 2^8)
6307 may be specified. The defaults are ``Unknown`` and ``0``, respectively.
6309 .. _refs_summary:
6311 Refs
6312 ^^^^
6314 The optional ``Refs`` field looks like:
6316 .. code-block:: text
6318     refs: ((Ref)[, (Ref)]*)
6320 where each ``Ref`` contains a reference to the summary id of the referenced
6321 value (e.g. ``^1``).
6323 .. _typeidinfo_summary:
6325 TypeIdInfo
6326 ^^^^^^^^^^
6328 The optional ``TypeIdInfo`` field, used for
6329 `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6330 looks like:
6332 .. code-block:: text
6334     typeIdInfo: [(TypeTests)]?[, (TypeTestAssumeVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadVCalls)]?[, (TypeTestAssumeConstVCalls)]?[, (TypeCheckedLoadConstVCalls)]?
6336 These optional fields have the following forms:
6338 TypeTests
6339 """""""""
6341 .. code-block:: text
6343     typeTests: (TypeIdRef[, TypeIdRef]*)
6345 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6346 by summary id or ``GUID``.
6348 TypeTestAssumeVCalls
6349 """"""""""""""""""""
6351 .. code-block:: text
6353     typeTestAssumeVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6355 Where each VFuncId has the format:
6357 .. code-block:: text
6359     vFuncId: (TypeIdRef, offset: 16)
6361 Where each ``TypeIdRef`` refers to a :ref:`type id<typeid_summary>`
6362 by summary id or ``GUID`` preceeded by a ``guid:`` tag.
6364 TypeCheckedLoadVCalls
6365 """""""""""""""""""""
6367 .. code-block:: text
6369     typeCheckedLoadVCalls: (VFuncId[, VFuncId]*)
6371 Where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``.
6373 TypeTestAssumeConstVCalls
6374 """""""""""""""""""""""""
6376 .. code-block:: text
6378     typeTestAssumeConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6380 Where each ConstVCall has the format:
6382 .. code-block:: text
6384     (VFuncId, args: (Arg[, Arg]*))
6386 and where each VFuncId has the format described for ``TypeTestAssumeVCalls``,
6387 and each Arg is an integer argument number.
6389 TypeCheckedLoadConstVCalls
6390 """"""""""""""""""""""""""
6392 .. code-block:: text
6394     typeCheckedLoadConstVCalls: (ConstVCall[, ConstVCall]*)
6396 Where each ConstVCall has the format described for
6397 ``TypeTestAssumeConstVCalls``.
6399 .. _typeid_summary:
6401 Type ID Summary Entry
6402 ---------------------
6404 Each type id summary entry corresponds to a type identifier resolution
6405 which is generated during the LTO link portion of the compile when building
6406 with `Control Flow Integrity <http://clang.llvm.org/docs/ControlFlowIntegrity.html>`_,
6407 so these are only present in a combined summary index.
6409 Example:
6411 .. code-block:: text
6413     ^4 = typeid: (name: "_ZTS1A", summary: (typeTestRes: (kind: allOnes, sizeM1BitWidth: 7[, alignLog2: 0]?[, sizeM1: 0]?[, bitMask: 0]?[, inlineBits: 0]?)[, WpdResolutions]?)) ; guid = 7004155349499253778
6415 The ``typeTestRes`` gives the type test resolution ``kind`` (which may
6416 be ``unsat``, ``byteArray``, ``inline``, ``single``, or ``allOnes``), and
6417 the ``size-1`` bit width. It is followed by optional flags, which default to 0,
6418 and an optional WpdResolutions (whole program devirtualization resolution)
6419 field that looks like:
6421 .. code-block:: text
6423     wpdResolutions: ((offset: 0, WpdRes)[, (offset: 1, WpdRes)]*
6425 where each entry is a mapping from the given byte offset to the whole-program
6426 devirtualization resolution WpdRes, that has one of the following formats:
6428 .. code-block:: text
6430     wpdRes: (kind: branchFunnel)
6431     wpdRes: (kind: singleImpl, singleImplName: "_ZN1A1nEi")
6432     wpdRes: (kind: indir)
6434 Additionally, each wpdRes has an optional ``resByArg`` field, which
6435 describes the resolutions for calls with all constant integer arguments:
6437 .. code-block:: text
6439     resByArg: (ResByArg[, ResByArg]*)
6441 where ResByArg is:
6443 .. code-block:: text
6445     args: (Arg[, Arg]*), byArg: (kind: UniformRetVal[, info: 0][, byte: 0][, bit: 0])
6447 Where the ``kind`` can be ``Indir``, ``UniformRetVal``, ``UniqueRetVal``
6448 or ``VirtualConstProp``. The ``info`` field is only used if the kind
6449 is ``UniformRetVal`` (indicates the uniform return value), or
6450 ``UniqueRetVal`` (holds the return value associated with the unique vtable
6451 (0 or 1)). The ``byte`` and ``bit`` fields are only used if the target does
6452 not support the use of absolute symbols to store constants.
6454 .. _intrinsicglobalvariables:
6456 Intrinsic Global Variables
6457 ==========================
6459 LLVM has a number of "magic" global variables that contain data that
6460 affect code generation or other IR semantics. These are documented here.
6461 All globals of this sort should have a section specified as
6462 "``llvm.metadata``". This section and all globals that start with
6463 "``llvm.``" are reserved for use by LLVM.
6465 .. _gv_llvmused:
6467 The '``llvm.used``' Global Variable
6468 -----------------------------------
6470 The ``@llvm.used`` global is an array which has
6471 :ref:`appending linkage <linkage_appending>`. This array contains a list of
6472 pointers to named global variables, functions and aliases which may optionally
6473 have a pointer cast formed of bitcast or getelementptr. For example, a legal
6474 use of it is:
6476 .. code-block:: llvm
6478     @X = global i8 4
6479     @Y = global i32 123
6481     @llvm.used = appending global [2 x i8*] [
6482        i8* @X,
6483        i8* bitcast (i32* @Y to i8*)
6484     ], section "llvm.metadata"
6486 If a symbol appears in the ``@llvm.used`` list, then the compiler, assembler,
6487 and linker are required to treat the symbol as if there is a reference to the
6488 symbol that it cannot see (which is why they have to be named). For example, if
6489 a variable has internal linkage and no references other than that from the
6490 ``@llvm.used`` list, it cannot be deleted. This is commonly used to represent
6491 references from inline asms and other things the compiler cannot "see", and
6492 corresponds to "``attribute((used))``" in GNU C.
6494 On some targets, the code generator must emit a directive to the
6495 assembler or object file to prevent the assembler and linker from
6496 molesting the symbol.
6498 .. _gv_llvmcompilerused:
6500 The '``llvm.compiler.used``' Global Variable
6501 --------------------------------------------
6503 The ``@llvm.compiler.used`` directive is the same as the ``@llvm.used``
6504 directive, except that it only prevents the compiler from touching the
6505 symbol. On targets that support it, this allows an intelligent linker to
6506 optimize references to the symbol without being impeded as it would be
6507 by ``@llvm.used``.
6509 This is a rare construct that should only be used in rare circumstances,
6510 and should not be exposed to source languages.
6512 .. _gv_llvmglobalctors:
6514 The '``llvm.global_ctors``' Global Variable
6515 -------------------------------------------
6517 .. code-block:: llvm
6519     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6520     @llvm.global_ctors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @ctor, i8* @data }]
6522 The ``@llvm.global_ctors`` array contains a list of constructor
6523 functions, priorities, and an associated global or function.
6524 The functions referenced by this array will be called in ascending order
6525 of priority (i.e. lowest first) when the module is loaded. The order of
6526 functions with the same priority is not defined.
6528 If the third field is non-null, and points to a global variable
6529 or function, the initializer function will only run if the associated
6530 data from the current module is not discarded.
6532 .. _llvmglobaldtors:
6534 The '``llvm.global_dtors``' Global Variable
6535 -------------------------------------------
6537 .. code-block:: llvm
6539     %0 = type { i32, void ()*, i8* }
6540     @llvm.global_dtors = appending global [1 x %0] [%0 { i32 65535, void ()* @dtor, i8* @data }]
6542 The ``@llvm.global_dtors`` array contains a list of destructor
6543 functions, priorities, and an associated global or function.
6544 The functions referenced by this array will be called in descending
6545 order of priority (i.e. highest first) when the module is unloaded. The
6546 order of functions with the same priority is not defined.
6548 If the third field is non-null, and points to a global variable
6549 or function, the destructor function will only run if the associated
6550 data from the current module is not discarded.
6552 Instruction Reference
6553 =====================
6555 The LLVM instruction set consists of several different classifications
6556 of instructions: :ref:`terminator instructions <terminators>`, :ref:`binary
6557 instructions <binaryops>`, :ref:`bitwise binary
6558 instructions <bitwiseops>`, :ref:`memory instructions <memoryops>`, and
6559 :ref:`other instructions <otherops>`.
6561 .. _terminators:
6563 Terminator Instructions
6564 -----------------------
6566 As mentioned :ref:`previously <functionstructure>`, every basic block in a
6567 program ends with a "Terminator" instruction, which indicates which
6568 block should be executed after the current block is finished. These
6569 terminator instructions typically yield a '``void``' value: they produce
6570 control flow, not values (the one exception being the
6571 ':ref:`invoke <i_invoke>`' instruction).
6573 The terminator instructions are: ':ref:`ret <i_ret>`',
6574 ':ref:`br <i_br>`', ':ref:`switch <i_switch>`',
6575 ':ref:`indirectbr <i_indirectbr>`', ':ref:`invoke <i_invoke>`',
6576 ':ref:`callbr <i_callbr>`'
6577 ':ref:`resume <i_resume>`', ':ref:`catchswitch <i_catchswitch>`',
6578 ':ref:`catchret <i_catchret>`',
6579 ':ref:`cleanupret <i_cleanupret>`',
6580 and ':ref:`unreachable <i_unreachable>`'.
6582 .. _i_ret:
6584 '``ret``' Instruction
6585 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6587 Syntax:
6588 """""""
6592       ret <type> <value>       ; Return a value from a non-void function
6593       ret void                 ; Return from void function
6595 Overview:
6596 """""""""
6598 The '``ret``' instruction is used to return control flow (and optionally
6599 a value) from a function back to the caller.
6601 There are two forms of the '``ret``' instruction: one that returns a
6602 value and then causes control flow, and one that just causes control
6603 flow to occur.
6605 Arguments:
6606 """"""""""
6608 The '``ret``' instruction optionally accepts a single argument, the
6609 return value. The type of the return value must be a ':ref:`first
6610 class <t_firstclass>`' type.
6612 A function is not :ref:`well formed <wellformed>` if it has a non-void
6613 return type and contains a '``ret``' instruction with no return value or
6614 a return value with a type that does not match its type, or if it has a
6615 void return type and contains a '``ret``' instruction with a return
6616 value.
6618 Semantics:
6619 """"""""""
6621 When the '``ret``' instruction is executed, control flow returns back to
6622 the calling function's context. If the caller is a
6623 ":ref:`call <i_call>`" instruction, execution continues at the
6624 instruction after the call. If the caller was an
6625 ":ref:`invoke <i_invoke>`" instruction, execution continues at the
6626 beginning of the "normal" destination block. If the instruction returns
6627 a value, that value shall set the call or invoke instruction's return
6628 value.
6630 Example:
6631 """"""""
6633 .. code-block:: llvm
6635       ret i32 5                       ; Return an integer value of 5
6636       ret void                        ; Return from a void function
6637       ret { i32, i8 } { i32 4, i8 2 } ; Return a struct of values 4 and 2
6639 .. _i_br:
6641 '``br``' Instruction
6642 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6644 Syntax:
6645 """""""
6649       br i1 <cond>, label <iftrue>, label <iffalse>
6650       br label <dest>          ; Unconditional branch
6652 Overview:
6653 """""""""
6655 The '``br``' instruction is used to cause control flow to transfer to a
6656 different basic block in the current function. There are two forms of
6657 this instruction, corresponding to a conditional branch and an
6658 unconditional branch.
6660 Arguments:
6661 """"""""""
6663 The conditional branch form of the '``br``' instruction takes a single
6664 '``i1``' value and two '``label``' values. The unconditional form of the
6665 '``br``' instruction takes a single '``label``' value as a target.
6667 Semantics:
6668 """"""""""
6670 Upon execution of a conditional '``br``' instruction, the '``i1``'
6671 argument is evaluated. If the value is ``true``, control flows to the
6672 '``iftrue``' ``label`` argument. If "cond" is ``false``, control flows
6673 to the '``iffalse``' ``label`` argument.
6675 Example:
6676 """"""""
6678 .. code-block:: llvm
6680     Test:
6681       %cond = icmp eq i32 %a, %b
6682       br i1 %cond, label %IfEqual, label %IfUnequal
6683     IfEqual:
6684       ret i32 1
6685     IfUnequal:
6686       ret i32 0
6688 .. _i_switch:
6690 '``switch``' Instruction
6691 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6693 Syntax:
6694 """""""
6698       switch <intty> <value>, label <defaultdest> [ <intty> <val>, label <dest> ... ]
6700 Overview:
6701 """""""""
6703 The '``switch``' instruction is used to transfer control flow to one of
6704 several different places. It is a generalization of the '``br``'
6705 instruction, allowing a branch to occur to one of many possible
6706 destinations.
6708 Arguments:
6709 """"""""""
6711 The '``switch``' instruction uses three parameters: an integer
6712 comparison value '``value``', a default '``label``' destination, and an
6713 array of pairs of comparison value constants and '``label``'s. The table
6714 is not allowed to contain duplicate constant entries.
6716 Semantics:
6717 """"""""""
6719 The ``switch`` instruction specifies a table of values and destinations.
6720 When the '``switch``' instruction is executed, this table is searched
6721 for the given value. If the value is found, control flow is transferred
6722 to the corresponding destination; otherwise, control flow is transferred
6723 to the default destination.
6725 Implementation:
6726 """""""""""""""
6728 Depending on properties of the target machine and the particular
6729 ``switch`` instruction, this instruction may be code generated in
6730 different ways. For example, it could be generated as a series of
6731 chained conditional branches or with a lookup table.
6733 Example:
6734 """"""""
6736 .. code-block:: llvm
6738      ; Emulate a conditional br instruction
6739      %Val = zext i1 %value to i32
6740      switch i32 %Val, label %truedest [ i32 0, label %falsedest ]
6742      ; Emulate an unconditional br instruction
6743      switch i32 0, label %dest [ ]
6745      ; Implement a jump table:
6746      switch i32 %val, label %otherwise [ i32 0, label %onzero
6747                                          i32 1, label %onone
6748                                          i32 2, label %ontwo ]
6750 .. _i_indirectbr:
6752 '``indirectbr``' Instruction
6753 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6755 Syntax:
6756 """""""
6760       indirectbr <somety>* <address>, [ label <dest1>, label <dest2>, ... ]
6762 Overview:
6763 """""""""
6765 The '``indirectbr``' instruction implements an indirect branch to a
6766 label within the current function, whose address is specified by
6767 "``address``". Address must be derived from a
6768 :ref:`blockaddress <blockaddress>` constant.
6770 Arguments:
6771 """"""""""
6773 The '``address``' argument is the address of the label to jump to. The
6774 rest of the arguments indicate the full set of possible destinations
6775 that the address may point to. Blocks are allowed to occur multiple
6776 times in the destination list, though this isn't particularly useful.
6778 This destination list is required so that dataflow analysis has an
6779 accurate understanding of the CFG.
6781 Semantics:
6782 """"""""""
6784 Control transfers to the block specified in the address argument. All
6785 possible destination blocks must be listed in the label list, otherwise
6786 this instruction has undefined behavior. This implies that jumps to
6787 labels defined in other functions have undefined behavior as well.
6789 Implementation:
6790 """""""""""""""
6792 This is typically implemented with a jump through a register.
6794 Example:
6795 """"""""
6797 .. code-block:: llvm
6799      indirectbr i8* %Addr, [ label %bb1, label %bb2, label %bb3 ]
6801 .. _i_invoke:
6803 '``invoke``' Instruction
6804 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6806 Syntax:
6807 """""""
6811       <result> = invoke [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6812                     [operand bundles] to label <normal label> unwind label <exception label>
6814 Overview:
6815 """""""""
6817 The '``invoke``' instruction causes control to transfer to a specified
6818 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6819 '``normal``' label or the '``exception``' label. If the callee function
6820 returns with the "``ret``" instruction, control flow will return to the
6821 "normal" label. If the callee (or any indirect callees) returns via the
6822 ":ref:`resume <i_resume>`" instruction or other exception handling
6823 mechanism, control is interrupted and continued at the dynamically
6824 nearest "exception" label.
6826 The '``exception``' label is a `landing
6827 pad <ExceptionHandling.html#overview>`_ for the exception. As such,
6828 '``exception``' label is required to have the
6829 ":ref:`landingpad <i_landingpad>`" instruction, which contains the
6830 information about the behavior of the program after unwinding happens,
6831 as its first non-PHI instruction. The restrictions on the
6832 "``landingpad``" instruction's tightly couples it to the "``invoke``"
6833 instruction, so that the important information contained within the
6834 "``landingpad``" instruction can't be lost through normal code motion.
6836 Arguments:
6837 """"""""""
6839 This instruction requires several arguments:
6841 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6842    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6843    specified, the call defaults to using C calling conventions.
6844 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6845    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6846    are valid here.
6847 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
6848    of the called function. If it is not specified, the program address space
6849    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
6850 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6851    type of the return value. Functions that return no value are marked
6852    ``void``.
6853 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being invoked. The
6854    argument types must match the types implied by this signature. This
6855    type can be omitted if the function is not varargs.
6856 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6857    be invoked. In most cases, this is a direct function invocation, but
6858    indirect ``invoke``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6859    to function value.
6860 #. '``function args``': argument list whose types match the function
6861    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
6862    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
6863    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
6864    extra arguments can be specified.
6865 #. '``normal label``': the label reached when the called function
6866    executes a '``ret``' instruction.
6867 #. '``exception label``': the label reached when a callee returns via
6868    the :ref:`resume <i_resume>` instruction or other exception handling
6869    mechanism.
6870 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
6871 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
6873 Semantics:
6874 """"""""""
6876 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
6877 instruction in most regards. The primary difference is that it
6878 establishes an association with a label, which is used by the runtime
6879 library to unwind the stack.
6881 This instruction is used in languages with destructors to ensure that
6882 proper cleanup is performed in the case of either a ``longjmp`` or a
6883 thrown exception. Additionally, this is important for implementation of
6884 '``catch``' clauses in high-level languages that support them.
6886 For the purposes of the SSA form, the definition of the value returned
6887 by the '``invoke``' instruction is deemed to occur on the edge from the
6888 current block to the "normal" label. If the callee unwinds then no
6889 return value is available.
6891 Example:
6892 """"""""
6894 .. code-block:: llvm
6896       %retval = invoke i32 @Test(i32 15) to label %Continue
6897                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
6898       %retval = invoke coldcc i32 %Testfnptr(i32 15) to label %Continue
6899                   unwind label %TestCleanup              ; i32:retval set
6901 .. _i_callbr:
6903 '``callbr``' Instruction
6904 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6906 Syntax:
6907 """""""
6911       <result> = callbr [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)] [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs]
6912                     [operand bundles] to label <normal label> or jump [other labels]
6914 Overview:
6915 """""""""
6917 The '``callbr``' instruction causes control to transfer to a specified
6918 function, with the possibility of control flow transfer to either the
6919 '``normal``' label or one of the '``other``' labels.
6921 This instruction should only be used to implement the "goto" feature of gcc
6922 style inline assembly. Any other usage is an error in the IR verifier.
6924 Arguments:
6925 """"""""""
6927 This instruction requires several arguments:
6929 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
6930    convention <callingconv>` the call should use. If none is
6931    specified, the call defaults to using C calling conventions.
6932 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
6933    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
6934    are valid here.
6935 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
6936    of the called function. If it is not specified, the program address space
6937    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
6938 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
6939    type of the return value. Functions that return no value are marked
6940    ``void``.
6941 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
6942    argument types must match the types implied by this signature. This
6943    type can be omitted if the function is not varargs.
6944 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
6945    be called. In most cases, this is a direct function call, but
6946    indirect ``callbr``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
6947    to function value.
6948 #. '``function args``': argument list whose types match the function
6949    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
6950    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
6951    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
6952    extra arguments can be specified.
6953 #. '``normal label``': the label reached when the called function
6954    executes a '``ret``' instruction.
6955 #. '``other labels``': the labels reached when a callee transfers control
6956    to a location other than the normal '``normal label``'
6957 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
6958 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
6960 Semantics:
6961 """"""""""
6963 This instruction is designed to operate as a standard '``call``'
6964 instruction in most regards. The primary difference is that it
6965 establishes an association with additional labels to define where control
6966 flow goes after the call.
6968 The only use of this today is to implement the "goto" feature of gcc inline
6969 assembly where additional labels can be provided as locations for the inline
6970 assembly to jump to.
6972 Example:
6973 """"""""
6975 .. code-block:: text
6977       callbr void asm "", "r,x"(i32 %x, i8 *blockaddress(@foo, %fail))
6978                   to label %normal or jump [label %fail]
6980 .. _i_resume:
6982 '``resume``' Instruction
6983 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
6985 Syntax:
6986 """""""
6990       resume <type> <value>
6992 Overview:
6993 """""""""
6995 The '``resume``' instruction is a terminator instruction that has no
6996 successors.
6998 Arguments:
6999 """"""""""
7001 The '``resume``' instruction requires one argument, which must have the
7002 same type as the result of any '``landingpad``' instruction in the same
7003 function.
7005 Semantics:
7006 """"""""""
7008 The '``resume``' instruction resumes propagation of an existing
7009 (in-flight) exception whose unwinding was interrupted with a
7010 :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction.
7012 Example:
7013 """"""""
7015 .. code-block:: llvm
7017       resume { i8*, i32 } %exn
7019 .. _i_catchswitch:
7021 '``catchswitch``' Instruction
7022 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7024 Syntax:
7025 """""""
7029       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind to caller
7030       <resultval> = catchswitch within <parent> [ label <handler1>, label <handler2>, ... ] unwind label <default>
7032 Overview:
7033 """""""""
7035 The '``catchswitch``' instruction is used by `LLVM's exception handling system
7036 <ExceptionHandling.html#overview>`_ to describe the set of possible catch handlers
7037 that may be executed by the :ref:`EH personality routine <personalityfn>`.
7039 Arguments:
7040 """"""""""
7042 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
7043 ``catchswitch`` instruction. If the ``catchswitch`` is not inside a funclet,
7044 this operand may be the token ``none``.
7046 The ``default`` argument is the label of another basic block beginning with
7047 either a ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination
7048 must be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in
7049 the `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7051 The ``handlers`` are a nonempty list of successor blocks that each begin with a
7052 :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.
7054 Semantics:
7055 """"""""""
7057 Executing this instruction transfers control to one of the successors in
7058 ``handlers``, if appropriate, or continues to unwind via the unwind label if
7059 present.
7061 The ``catchswitch`` is both a terminator and a "pad" instruction, meaning that
7062 it must be both the first non-phi instruction and last instruction in the basic
7063 block. Therefore, it must be the only non-phi instruction in the block.
7065 Example:
7066 """"""""
7068 .. code-block:: text
7070     dispatch1:
7071       %cs1 = catchswitch within none [label %handler0, label %handler1] unwind to caller
7072     dispatch2:
7073       %cs2 = catchswitch within %parenthandler [label %handler0] unwind label %cleanup
7075 .. _i_catchret:
7077 '``catchret``' Instruction
7078 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7080 Syntax:
7081 """""""
7085       catchret from <token> to label <normal>
7087 Overview:
7088 """""""""
7090 The '``catchret``' instruction is a terminator instruction that has a
7091 single successor.
7094 Arguments:
7095 """"""""""
7097 The first argument to a '``catchret``' indicates which ``catchpad`` it
7098 exits.  It must be a :ref:`catchpad <i_catchpad>`.
7099 The second argument to a '``catchret``' specifies where control will
7100 transfer to next.
7102 Semantics:
7103 """"""""""
7105 The '``catchret``' instruction ends an existing (in-flight) exception whose
7106 unwinding was interrupted with a :ref:`catchpad <i_catchpad>` instruction.  The
7107 :ref:`personality function <personalityfn>` gets a chance to execute arbitrary
7108 code to, for example, destroy the active exception.  Control then transfers to
7109 ``normal``.
7111 The ``token`` argument must be a token produced by a ``catchpad`` instruction.
7112 If the specified ``catchpad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7113 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7114 the ``catchret``'s behavior is undefined.
7116 Example:
7117 """"""""
7119 .. code-block:: text
7121       catchret from %catch label %continue
7123 .. _i_cleanupret:
7125 '``cleanupret``' Instruction
7126 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7128 Syntax:
7129 """""""
7133       cleanupret from <value> unwind label <continue>
7134       cleanupret from <value> unwind to caller
7136 Overview:
7137 """""""""
7139 The '``cleanupret``' instruction is a terminator instruction that has
7140 an optional successor.
7143 Arguments:
7144 """"""""""
7146 The '``cleanupret``' instruction requires one argument, which indicates
7147 which ``cleanuppad`` it exits, and must be a :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>`.
7148 If the specified ``cleanuppad`` is not the most-recently-entered not-yet-exited
7149 funclet pad (as described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
7150 the ``cleanupret``'s behavior is undefined.
7152 The '``cleanupret``' instruction also has an optional successor, ``continue``,
7153 which must be the label of another basic block beginning with either a
7154 ``cleanuppad`` or ``catchswitch`` instruction.  This unwind destination must
7155 be a legal target with respect to the ``parent`` links, as described in the
7156 `exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_.
7158 Semantics:
7159 """"""""""
7161 The '``cleanupret``' instruction indicates to the
7162 :ref:`personality function <personalityfn>` that one
7163 :ref:`cleanuppad <i_cleanuppad>` it transferred control to has ended.
7164 It transfers control to ``continue`` or unwinds out of the function.
7166 Example:
7167 """"""""
7169 .. code-block:: text
7171       cleanupret from %cleanup unwind to caller
7172       cleanupret from %cleanup unwind label %continue
7174 .. _i_unreachable:
7176 '``unreachable``' Instruction
7177 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7179 Syntax:
7180 """""""
7184       unreachable
7186 Overview:
7187 """""""""
7189 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics. This
7190 instruction is used to inform the optimizer that a particular portion of
7191 the code is not reachable. This can be used to indicate that the code
7192 after a no-return function cannot be reached, and other facts.
7194 Semantics:
7195 """"""""""
7197 The '``unreachable``' instruction has no defined semantics.
7199 .. _unaryops:
7201 Unary Operations
7202 -----------------
7204 Unary operators require a single operand, execute an operation on
7205 it, and produce a single value. The operand might represent multiple
7206 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7207 result value has the same type as its operand.
7209 .. _i_fneg:
7211 '``fneg``' Instruction
7212 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7214 Syntax:
7215 """""""
7219       <result> = fneg [fast-math flags]* <ty> <op1>   ; yields ty:result
7221 Overview:
7222 """""""""
7224 The '``fneg``' instruction returns the negation of its operand.
7226 Arguments:
7227 """"""""""
7229 The argument to the '``fneg``' instruction must be a
7230 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7231 floating-point values.
7233 Semantics:
7234 """"""""""
7236 The value produced is a copy of the operand with its sign bit flipped.
7237 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7238 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7239 unsafe floating-point optimizations:
7241 Example:
7242 """"""""
7244 .. code-block:: text
7246       <result> = fneg float %val          ; yields float:result = -%var
7248 .. _binaryops:
7250 Binary Operations
7251 -----------------
7253 Binary operators are used to do most of the computation in a program.
7254 They require two operands of the same type, execute an operation on
7255 them, and produce a single value. The operands might represent multiple
7256 data, as is the case with the :ref:`vector <t_vector>` data type. The
7257 result value has the same type as its operands.
7259 There are several different binary operators:
7261 .. _i_add:
7263 '``add``' Instruction
7264 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7266 Syntax:
7267 """""""
7271       <result> = add <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7272       <result> = add nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7273       <result> = add nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7274       <result> = add nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7276 Overview:
7277 """""""""
7279 The '``add``' instruction returns the sum of its two operands.
7281 Arguments:
7282 """"""""""
7284 The two arguments to the '``add``' instruction must be
7285 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7286 arguments must have identical types.
7288 Semantics:
7289 """"""""""
7291 The value produced is the integer sum of the two operands.
7293 If the sum has unsigned overflow, the result returned is the
7294 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7295 the result.
7297 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7298 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7300 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7301 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7302 result value of the ``add`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7303 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7305 Example:
7306 """"""""
7308 .. code-block:: text
7310       <result> = add i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 + %var
7312 .. _i_fadd:
7314 '``fadd``' Instruction
7315 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7317 Syntax:
7318 """""""
7322       <result> = fadd [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7324 Overview:
7325 """""""""
7327 The '``fadd``' instruction returns the sum of its two operands.
7329 Arguments:
7330 """"""""""
7332 The two arguments to the '``fadd``' instruction must be
7333 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7334 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7336 Semantics:
7337 """"""""""
7339 The value produced is the floating-point sum of the two operands.
7340 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7341 environment <floatenv>`.
7342 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7343 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7344 unsafe floating-point optimizations:
7346 Example:
7347 """"""""
7349 .. code-block:: text
7351       <result> = fadd float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 + %var
7353 '``sub``' Instruction
7354 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7356 Syntax:
7357 """""""
7361       <result> = sub <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7362       <result> = sub nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7363       <result> = sub nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7364       <result> = sub nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7366 Overview:
7367 """""""""
7369 The '``sub``' instruction returns the difference of its two operands.
7371 Note that the '``sub``' instruction is used to represent the '``neg``'
7372 instruction present in most other intermediate representations.
7374 Arguments:
7375 """"""""""
7377 The two arguments to the '``sub``' instruction must be
7378 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7379 arguments must have identical types.
7381 Semantics:
7382 """"""""""
7384 The value produced is the integer difference of the two operands.
7386 If the difference has unsigned overflow, the result returned is the
7387 mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
7388 the result.
7390 Because LLVM integers use a two's complement representation, this
7391 instruction is appropriate for both signed and unsigned integers.
7393 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7394 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7395 result value of the ``sub`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7396 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7398 Example:
7399 """"""""
7401 .. code-block:: text
7403       <result> = sub i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 - %var
7404       <result> = sub i32 0, %val          ; yields i32:result = -%var
7406 .. _i_fsub:
7408 '``fsub``' Instruction
7409 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7411 Syntax:
7412 """""""
7416       <result> = fsub [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7418 Overview:
7419 """""""""
7421 The '``fsub``' instruction returns the difference of its two operands.
7423 Arguments:
7424 """"""""""
7426 The two arguments to the '``fsub``' instruction must be
7427 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7428 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7430 Semantics:
7431 """"""""""
7433 The value produced is the floating-point difference of the two operands.
7434 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7435 environment <floatenv>`.
7436 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7437 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7438 unsafe floating-point optimizations:
7440 Example:
7441 """"""""
7443 .. code-block:: text
7445       <result> = fsub float 4.0, %var           ; yields float:result = 4.0 - %var
7446       <result> = fsub float -0.0, %val          ; yields float:result = -%var
7448 '``mul``' Instruction
7449 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7451 Syntax:
7452 """""""
7456       <result> = mul <ty> <op1>, <op2>          ; yields ty:result
7457       <result> = mul nuw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7458       <result> = mul nsw <ty> <op1>, <op2>      ; yields ty:result
7459       <result> = mul nuw nsw <ty> <op1>, <op2>  ; yields ty:result
7461 Overview:
7462 """""""""
7464 The '``mul``' instruction returns the product of its two operands.
7466 Arguments:
7467 """"""""""
7469 The two arguments to the '``mul``' instruction must be
7470 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7471 arguments must have identical types.
7473 Semantics:
7474 """"""""""
7476 The value produced is the integer product of the two operands.
7478 If the result of the multiplication has unsigned overflow, the result
7479 returned is the mathematical result modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the
7480 bit width of the result.
7482 Because LLVM integers use a two's complement representation, and the
7483 result is the same width as the operands, this instruction returns the
7484 correct result for both signed and unsigned integers. If a full product
7485 (e.g. ``i32`` * ``i32`` -> ``i64``) is needed, the operands should be
7486 sign-extended or zero-extended as appropriate to the width of the full
7487 product.
7489 ``nuw`` and ``nsw`` stand for "No Unsigned Wrap" and "No Signed Wrap",
7490 respectively. If the ``nuw`` and/or ``nsw`` keywords are present, the
7491 result value of the ``mul`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if
7492 unsigned and/or signed overflow, respectively, occurs.
7494 Example:
7495 """"""""
7497 .. code-block:: text
7499       <result> = mul i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 * %var
7501 .. _i_fmul:
7503 '``fmul``' Instruction
7504 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7506 Syntax:
7507 """""""
7511       <result> = fmul [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7513 Overview:
7514 """""""""
7516 The '``fmul``' instruction returns the product of its two operands.
7518 Arguments:
7519 """"""""""
7521 The two arguments to the '``fmul``' instruction must be
7522 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7523 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7525 Semantics:
7526 """"""""""
7528 The value produced is the floating-point product of the two operands.
7529 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7530 environment <floatenv>`.
7531 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7532 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7533 unsafe floating-point optimizations:
7535 Example:
7536 """"""""
7538 .. code-block:: text
7540       <result> = fmul float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 * %var
7542 '``udiv``' Instruction
7543 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7545 Syntax:
7546 """""""
7550       <result> = udiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7551       <result> = udiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7553 Overview:
7554 """""""""
7556 The '``udiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7558 Arguments:
7559 """"""""""
7561 The two arguments to the '``udiv``' instruction must be
7562 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7563 arguments must have identical types.
7565 Semantics:
7566 """"""""""
7568 The value produced is the unsigned integer quotient of the two operands.
7570 Note that unsigned integer division and signed integer division are
7571 distinct operations; for signed integer division, use '``sdiv``'.
7573 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7574 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7577 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``udiv`` is
7578 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if %op1 is not a multiple of %op2 (as
7579 such, "((a udiv exact b) mul b) == a").
7581 Example:
7582 """"""""
7584 .. code-block:: text
7586       <result> = udiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7588 '``sdiv``' Instruction
7589 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7591 Syntax:
7592 """""""
7596       <result> = sdiv <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7597       <result> = sdiv exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7599 Overview:
7600 """""""""
7602 The '``sdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7604 Arguments:
7605 """"""""""
7607 The two arguments to the '``sdiv``' instruction must be
7608 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7609 arguments must have identical types.
7611 Semantics:
7612 """"""""""
7614 The value produced is the signed integer quotient of the two operands
7615 rounded towards zero.
7617 Note that signed integer division and unsigned integer division are
7618 distinct operations; for unsigned integer division, use '``udiv``'.
7620 Division by zero is undefined behavior. For vectors, if any element
7621 of the divisor is zero, the operation has undefined behavior.
7622 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7623 occur, for example, by doing a 32-bit division of -2147483648 by -1.
7625 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``sdiv`` is
7626 a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the result would be rounded.
7628 Example:
7629 """"""""
7631 .. code-block:: text
7633       <result> = sdiv i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 / %var
7635 .. _i_fdiv:
7637 '``fdiv``' Instruction
7638 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7640 Syntax:
7641 """""""
7645       <result> = fdiv [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7647 Overview:
7648 """""""""
7650 The '``fdiv``' instruction returns the quotient of its two operands.
7652 Arguments:
7653 """"""""""
7655 The two arguments to the '``fdiv``' instruction must be
7656 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7657 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7659 Semantics:
7660 """"""""""
7662 The value produced is the floating-point quotient of the two operands.
7663 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7664 environment <floatenv>`.
7665 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7666 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7667 unsafe floating-point optimizations:
7669 Example:
7670 """"""""
7672 .. code-block:: text
7674       <result> = fdiv float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 / %var
7676 '``urem``' Instruction
7677 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7679 Syntax:
7680 """""""
7684       <result> = urem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7686 Overview:
7687 """""""""
7689 The '``urem``' instruction returns the remainder from the unsigned
7690 division of its two arguments.
7692 Arguments:
7693 """"""""""
7695 The two arguments to the '``urem``' instruction must be
7696 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7697 arguments must have identical types.
7699 Semantics:
7700 """"""""""
7702 This instruction returns the unsigned integer *remainder* of a division.
7703 This instruction always performs an unsigned division to get the
7704 remainder.
7706 Note that unsigned integer remainder and signed integer remainder are
7707 distinct operations; for signed integer remainder, use '``srem``'.
7709 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7710 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7711 undefined behavior.
7713 Example:
7714 """"""""
7716 .. code-block:: text
7718       <result> = urem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7720 '``srem``' Instruction
7721 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7723 Syntax:
7724 """""""
7728       <result> = srem <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7730 Overview:
7731 """""""""
7733 The '``srem``' instruction returns the remainder from the signed
7734 division of its two operands. This instruction can also take
7735 :ref:`vector <t_vector>` versions of the values in which case the elements
7736 must be integers.
7738 Arguments:
7739 """"""""""
7741 The two arguments to the '``srem``' instruction must be
7742 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
7743 arguments must have identical types.
7745 Semantics:
7746 """"""""""
7748 This instruction returns the *remainder* of a division (where the result
7749 is either zero or has the same sign as the dividend, ``op1``), not the
7750 *modulo* operator (where the result is either zero or has the same sign
7751 as the divisor, ``op2``) of a value. For more information about the
7752 difference, see `The Math
7753 Forum <http://mathforum.org/dr.math/problems/anne.4.28.99.html>`_. For a
7754 table of how this is implemented in various languages, please see
7755 `Wikipedia: modulo
7756 operation <http://en.wikipedia.org/wiki/Modulo_operation>`_.
7758 Note that signed integer remainder and unsigned integer remainder are
7759 distinct operations; for unsigned integer remainder, use '``urem``'.
7761 Taking the remainder of a division by zero is undefined behavior.
7762 For vectors, if any element of the divisor is zero, the operation has
7763 undefined behavior.
7764 Overflow also leads to undefined behavior; this is a rare case, but can
7765 occur, for example, by taking the remainder of a 32-bit division of
7766 -2147483648 by -1. (The remainder doesn't actually overflow, but this
7767 rule lets srem be implemented using instructions that return both the
7768 result of the division and the remainder.)
7770 Example:
7771 """"""""
7773 .. code-block:: text
7775       <result> = srem i32 4, %var          ; yields i32:result = 4 % %var
7777 .. _i_frem:
7779 '``frem``' Instruction
7780 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7782 Syntax:
7783 """""""
7787       <result> = frem [fast-math flags]* <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7789 Overview:
7790 """""""""
7792 The '``frem``' instruction returns the remainder from the division of
7793 its two operands.
7795 Arguments:
7796 """"""""""
7798 The two arguments to the '``frem``' instruction must be
7799 :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>` of
7800 floating-point values. Both arguments must have identical types.
7802 Semantics:
7803 """"""""""
7805 The value produced is the floating-point remainder of the two operands.
7806 This is the same output as a libm '``fmod``' function, but without any
7807 possibility of setting ``errno``. The remainder has the same sign as the
7808 dividend.
7809 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
7810 environment <floatenv>`.
7811 This instruction can also take any number of :ref:`fast-math
7812 flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable otherwise
7813 unsafe floating-point optimizations:
7815 Example:
7816 """"""""
7818 .. code-block:: text
7820       <result> = frem float 4.0, %var          ; yields float:result = 4.0 % %var
7822 .. _bitwiseops:
7824 Bitwise Binary Operations
7825 -------------------------
7827 Bitwise binary operators are used to do various forms of bit-twiddling
7828 in a program. They are generally very efficient instructions and can
7829 commonly be strength reduced from other instructions. They require two
7830 operands of the same type, execute an operation on them, and produce a
7831 single value. The resulting value is the same type as its operands.
7833 '``shl``' Instruction
7834 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7836 Syntax:
7837 """""""
7841       <result> = shl <ty> <op1>, <op2>           ; yields ty:result
7842       <result> = shl nuw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7843       <result> = shl nsw <ty> <op1>, <op2>       ; yields ty:result
7844       <result> = shl nuw nsw <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7846 Overview:
7847 """""""""
7849 The '``shl``' instruction returns the first operand shifted to the left
7850 a specified number of bits.
7852 Arguments:
7853 """"""""""
7855 Both arguments to the '``shl``' instruction must be the same
7856 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7857 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7859 Semantics:
7860 """"""""""
7862 The value produced is ``op1`` \* 2\ :sup:`op2` mod 2\ :sup:`n`,
7863 where ``n`` is the width of the result. If ``op2`` is (statically or
7864 dynamically) equal to or larger than the number of bits in
7865 ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
7866 If the arguments are vectors, each vector element of ``op1`` is shifted
7867 by the corresponding shift amount in ``op2``.
7869 If the ``nuw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7870 value if it shifts out any non-zero bits.
7871 If the ``nsw`` keyword is present, then the shift produces a poison
7872 value if it shifts out any bits that disagree with the resultant sign bit.
7874 Example:
7875 """"""""
7877 .. code-block:: text
7879       <result> = shl i32 4, %var   ; yields i32: 4 << %var
7880       <result> = shl i32 4, 2      ; yields i32: 16
7881       <result> = shl i32 1, 10     ; yields i32: 1024
7882       <result> = shl i32 1, 32     ; undefined
7883       <result> = shl <2 x i32> < i32 1, i32 1>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 2, i32 4>
7885 '``lshr``' Instruction
7886 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7888 Syntax:
7889 """""""
7893       <result> = lshr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7894       <result> = lshr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7896 Overview:
7897 """""""""
7899 The '``lshr``' instruction (logical shift right) returns the first
7900 operand shifted to the right a specified number of bits with zero fill.
7902 Arguments:
7903 """"""""""
7905 Both arguments to the '``lshr``' instruction must be the same
7906 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7907 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7909 Semantics:
7910 """"""""""
7912 This instruction always performs a logical shift right operation. The
7913 most significant bits of the result will be filled with zero bits after
7914 the shift. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
7915 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
7916 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
7917 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
7919 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``lshr`` is
7920 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
7922 Example:
7923 """"""""
7925 .. code-block:: text
7927       <result> = lshr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
7928       <result> = lshr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
7929       <result> = lshr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
7930       <result> = lshr i8 -2, 1   ; yields i8:result = 0x7F
7931       <result> = lshr i32 1, 32  ; undefined
7932       <result> = lshr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 2>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 0x7FFFFFFF, i32 1>
7934 '``ashr``' Instruction
7935 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7937 Syntax:
7938 """""""
7942       <result> = ashr <ty> <op1>, <op2>         ; yields ty:result
7943       <result> = ashr exact <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7945 Overview:
7946 """""""""
7948 The '``ashr``' instruction (arithmetic shift right) returns the first
7949 operand shifted to the right a specified number of bits with sign
7950 extension.
7952 Arguments:
7953 """"""""""
7955 Both arguments to the '``ashr``' instruction must be the same
7956 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer type.
7957 '``op2``' is treated as an unsigned value.
7959 Semantics:
7960 """"""""""
7962 This instruction always performs an arithmetic shift right operation,
7963 The most significant bits of the result will be filled with the sign bit
7964 of ``op1``. If ``op2`` is (statically or dynamically) equal to or larger
7965 than the number of bits in ``op1``, this instruction returns a :ref:`poison
7966 value <poisonvalues>`. If the arguments are vectors, each vector element
7967 of ``op1`` is shifted by the corresponding shift amount in ``op2``.
7969 If the ``exact`` keyword is present, the result value of the ``ashr`` is
7970 a poison value if any of the bits shifted out are non-zero.
7972 Example:
7973 """"""""
7975 .. code-block:: text
7977       <result> = ashr i32 4, 1   ; yields i32:result = 2
7978       <result> = ashr i32 4, 2   ; yields i32:result = 1
7979       <result> = ashr i8  4, 3   ; yields i8:result = 0
7980       <result> = ashr i8 -2, 1   ; yields i8:result = -1
7981       <result> = ashr i32 1, 32  ; undefined
7982       <result> = ashr <2 x i32> < i32 -2, i32 4>, < i32 1, i32 3>   ; yields: result=<2 x i32> < i32 -1, i32 0>
7984 '``and``' Instruction
7985 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
7987 Syntax:
7988 """""""
7992       <result> = and <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
7994 Overview:
7995 """""""""
7997 The '``and``' instruction returns the bitwise logical and of its two
7998 operands.
8000 Arguments:
8001 """"""""""
8003 The two arguments to the '``and``' instruction must be
8004 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8005 arguments must have identical types.
8007 Semantics:
8008 """"""""""
8010 The truth table used for the '``and``' instruction is:
8012 +-----+-----+-----+
8013 | In0 | In1 | Out |
8014 +-----+-----+-----+
8015 |   0 |   0 |   0 |
8016 +-----+-----+-----+
8017 |   0 |   1 |   0 |
8018 +-----+-----+-----+
8019 |   1 |   0 |   0 |
8020 +-----+-----+-----+
8021 |   1 |   1 |   1 |
8022 +-----+-----+-----+
8024 Example:
8025 """"""""
8027 .. code-block:: text
8029       <result> = and i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 & %var
8030       <result> = and i32 15, 40          ; yields i32:result = 8
8031       <result> = and i32 4, 8            ; yields i32:result = 0
8033 '``or``' Instruction
8034 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8036 Syntax:
8037 """""""
8041       <result> = or <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8043 Overview:
8044 """""""""
8046 The '``or``' instruction returns the bitwise logical inclusive or of its
8047 two operands.
8049 Arguments:
8050 """"""""""
8052 The two arguments to the '``or``' instruction must be
8053 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8054 arguments must have identical types.
8056 Semantics:
8057 """"""""""
8059 The truth table used for the '``or``' instruction is:
8061 +-----+-----+-----+
8062 | In0 | In1 | Out |
8063 +-----+-----+-----+
8064 |   0 |   0 |   0 |
8065 +-----+-----+-----+
8066 |   0 |   1 |   1 |
8067 +-----+-----+-----+
8068 |   1 |   0 |   1 |
8069 +-----+-----+-----+
8070 |   1 |   1 |   1 |
8071 +-----+-----+-----+
8073 Example:
8074 """"""""
8078       <result> = or i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 | %var
8079       <result> = or i32 15, 40          ; yields i32:result = 47
8080       <result> = or i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8082 '``xor``' Instruction
8083 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8085 Syntax:
8086 """""""
8090       <result> = xor <ty> <op1>, <op2>   ; yields ty:result
8092 Overview:
8093 """""""""
8095 The '``xor``' instruction returns the bitwise logical exclusive or of
8096 its two operands. The ``xor`` is used to implement the "one's
8097 complement" operation, which is the "~" operator in C.
8099 Arguments:
8100 """"""""""
8102 The two arguments to the '``xor``' instruction must be
8103 :ref:`integer <t_integer>` or :ref:`vector <t_vector>` of integer values. Both
8104 arguments must have identical types.
8106 Semantics:
8107 """"""""""
8109 The truth table used for the '``xor``' instruction is:
8111 +-----+-----+-----+
8112 | In0 | In1 | Out |
8113 +-----+-----+-----+
8114 |   0 |   0 |   0 |
8115 +-----+-----+-----+
8116 |   0 |   1 |   1 |
8117 +-----+-----+-----+
8118 |   1 |   0 |   1 |
8119 +-----+-----+-----+
8120 |   1 |   1 |   0 |
8121 +-----+-----+-----+
8123 Example:
8124 """"""""
8126 .. code-block:: text
8128       <result> = xor i32 4, %var         ; yields i32:result = 4 ^ %var
8129       <result> = xor i32 15, 40          ; yields i32:result = 39
8130       <result> = xor i32 4, 8            ; yields i32:result = 12
8131       <result> = xor i32 %V, -1          ; yields i32:result = ~%V
8133 Vector Operations
8134 -----------------
8136 LLVM supports several instructions to represent vector operations in a
8137 target-independent manner. These instructions cover the element-access
8138 and vector-specific operations needed to process vectors effectively.
8139 While LLVM does directly support these vector operations, many
8140 sophisticated algorithms will want to use target-specific intrinsics to
8141 take full advantage of a specific target.
8143 .. _i_extractelement:
8145 '``extractelement``' Instruction
8146 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8148 Syntax:
8149 """""""
8153       <result> = extractelement <n x <ty>> <val>, <ty2> <idx>  ; yields <ty>
8154       <result> = extractelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty2> <idx> ; yields <ty>
8156 Overview:
8157 """""""""
8159 The '``extractelement``' instruction extracts a single scalar element
8160 from a vector at a specified index.
8162 Arguments:
8163 """"""""""
8165 The first operand of an '``extractelement``' instruction is a value of
8166 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is an index indicating
8167 the position from which to extract the element. The index may be a
8168 variable of any integer type.
8170 Semantics:
8171 """"""""""
8173 The result is a scalar of the same type as the element type of ``val``.
8174 Its value is the value at position ``idx`` of ``val``. If ``idx``
8175 exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector, the result is a
8176 :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector, if the value
8177 of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result is a
8178 :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8180 Example:
8181 """"""""
8183 .. code-block:: text
8185       <result> = extractelement <4 x i32> %vec, i32 0    ; yields i32
8187 .. _i_insertelement:
8189 '``insertelement``' Instruction
8190 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8192 Syntax:
8193 """""""
8197       <result> = insertelement <n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx>    ; yields <n x <ty>>
8198       <result> = insertelement <vscale x n x <ty>> <val>, <ty> <elt>, <ty2> <idx> ; yields <vscale x n x <ty>>
8200 Overview:
8201 """""""""
8203 The '``insertelement``' instruction inserts a scalar element into a
8204 vector at a specified index.
8206 Arguments:
8207 """"""""""
8209 The first operand of an '``insertelement``' instruction is a value of
8210 :ref:`vector <t_vector>` type. The second operand is a scalar value whose
8211 type must equal the element type of the first operand. The third operand
8212 is an index indicating the position at which to insert the value. The
8213 index may be a variable of any integer type.
8215 Semantics:
8216 """"""""""
8218 The result is a vector of the same type as ``val``. Its element values
8219 are those of ``val`` except at position ``idx``, where it gets the value
8220 ``elt``. If ``idx`` exceeds the length of ``val`` for a fixed-length vector,
8221 the result is a :ref:`poison value <poisonvalues>`. For a scalable vector,
8222 if the value of ``idx`` exceeds the runtime length of the vector, the result
8223 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
8225 Example:
8226 """"""""
8228 .. code-block:: text
8230       <result> = insertelement <4 x i32> %vec, i32 1, i32 0    ; yields <4 x i32>
8232 .. _i_shufflevector:
8234 '``shufflevector``' Instruction
8235 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8237 Syntax:
8238 """""""
8242       <result> = shufflevector <n x <ty>> <v1>, <n x <ty>> <v2>, <m x i32> <mask>    ; yields <m x <ty>>
8243       <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>>
8245 Overview:
8246 """""""""
8248 The '``shufflevector``' instruction constructs a permutation of elements
8249 from two input vectors, returning a vector with the same element type as
8250 the input and length that is the same as the shuffle mask.
8252 Arguments:
8253 """"""""""
8255 The first two operands of a '``shufflevector``' instruction are vectors
8256 with the same type. The third argument is a shuffle mask whose element
8257 type is always 'i32'. The result of the instruction is a vector whose
8258 length is the same as the shuffle mask and whose element type is the
8259 same as the element type of the first two operands.
8261 The shuffle mask operand is required to be a constant vector with either
8262 constant integer or undef values.
8264 Semantics:
8265 """"""""""
8267 The elements of the two input vectors are numbered from left to right
8268 across both of the vectors. The shuffle mask operand specifies, for each
8269 element of the result vector, which element of the two input vectors the
8270 result element gets. If the shuffle mask is undef, the result vector is
8271 undef. If any element of the mask operand is undef, that element of the
8272 result is undef. If the shuffle mask selects an undef element from one
8273 of the input vectors, the resulting element is undef.
8275 For scalable vectors, the only valid mask values at present are
8276 ``zeroinitializer`` and ``undef``, since we cannot write all indices as
8277 literals for a vector with a length unknown at compile time.
8279 Example:
8280 """"""""
8282 .. code-block:: text
8284       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8285                               <4 x i32> <i32 0, i32 4, i32 1, i32 5>  ; yields <4 x i32>
8286       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> undef,
8287                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32> - Identity shuffle.
8288       <result> = shufflevector <8 x i32> %v1, <8 x i32> undef,
8289                               <4 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3>  ; yields <4 x i32>
8290       <result> = shufflevector <4 x i32> %v1, <4 x i32> %v2,
8291                               <8 x i32> <i32 0, i32 1, i32 2, i32 3, i32 4, i32 5, i32 6, i32 7 >  ; yields <8 x i32>
8293 Aggregate Operations
8294 --------------------
8296 LLVM supports several instructions for working with
8297 :ref:`aggregate <t_aggregate>` values.
8299 .. _i_extractvalue:
8301 '``extractvalue``' Instruction
8302 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8304 Syntax:
8305 """""""
8309       <result> = extractvalue <aggregate type> <val>, <idx>{, <idx>}*
8311 Overview:
8312 """""""""
8314 The '``extractvalue``' instruction extracts the value of a member field
8315 from an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8317 Arguments:
8318 """"""""""
8320 The first operand of an '``extractvalue``' instruction is a value of
8321 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The other operands are
8322 constant indices to specify which value to extract in a similar manner
8323 as indices in a '``getelementptr``' instruction.
8325 The major differences to ``getelementptr`` indexing are:
8327 -  Since the value being indexed is not a pointer, the first index is
8328    omitted and assumed to be zero.
8329 -  At least one index must be specified.
8330 -  Not only struct indices but also array indices must be in bounds.
8332 Semantics:
8333 """"""""""
8335 The result is the value at the position in the aggregate specified by
8336 the index operands.
8338 Example:
8339 """"""""
8341 .. code-block:: text
8343       <result> = extractvalue {i32, float} %agg, 0    ; yields i32
8345 .. _i_insertvalue:
8347 '``insertvalue``' Instruction
8348 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8350 Syntax:
8351 """""""
8355       <result> = insertvalue <aggregate type> <val>, <ty> <elt>, <idx>{, <idx>}*    ; yields <aggregate type>
8357 Overview:
8358 """""""""
8360 The '``insertvalue``' instruction inserts a value into a member field in
8361 an :ref:`aggregate <t_aggregate>` value.
8363 Arguments:
8364 """"""""""
8366 The first operand of an '``insertvalue``' instruction is a value of
8367 :ref:`struct <t_struct>` or :ref:`array <t_array>` type. The second operand is
8368 a first-class value to insert. The following operands are constant
8369 indices indicating the position at which to insert the value in a
8370 similar manner as indices in a '``extractvalue``' instruction. The value
8371 to insert must have the same type as the value identified by the
8372 indices.
8374 Semantics:
8375 """"""""""
8377 The result is an aggregate of the same type as ``val``. Its value is
8378 that of ``val`` except that the value at the position specified by the
8379 indices is that of ``elt``.
8381 Example:
8382 """"""""
8384 .. code-block:: llvm
8386       %agg1 = insertvalue {i32, float} undef, i32 1, 0              ; yields {i32 1, float undef}
8387       %agg2 = insertvalue {i32, float} %agg1, float %val, 1         ; yields {i32 1, float %val}
8388       %agg3 = insertvalue {i32, {float}} undef, float %val, 1, 0    ; yields {i32 undef, {float %val}}
8390 .. _memoryops:
8392 Memory Access and Addressing Operations
8393 ---------------------------------------
8395 A key design point of an SSA-based representation is how it represents
8396 memory. In LLVM, no memory locations are in SSA form, which makes things
8397 very simple. This section describes how to read, write, and allocate
8398 memory in LLVM.
8400 .. _i_alloca:
8402 '``alloca``' Instruction
8403 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8405 Syntax:
8406 """""""
8410       <result> = alloca [inalloca] <type> [, <ty> <NumElements>] [, align <alignment>] [, addrspace(<num>)]     ; yields type addrspace(num)*:result
8412 Overview:
8413 """""""""
8415 The '``alloca``' instruction allocates memory on the stack frame of the
8416 currently executing function, to be automatically released when this
8417 function returns to its caller. The object is always allocated in the
8418 address space for allocas indicated in the datalayout.
8420 Arguments:
8421 """"""""""
8423 The '``alloca``' instruction allocates ``sizeof(<type>)*NumElements``
8424 bytes of memory on the runtime stack, returning a pointer of the
8425 appropriate type to the program. If "NumElements" is specified, it is
8426 the number of elements allocated, otherwise "NumElements" is defaulted
8427 to be one. If a constant alignment is specified, the value result of the
8428 allocation is guaranteed to be aligned to at least that boundary. The
8429 alignment may not be greater than ``1 << 29``. If not specified, or if
8430 zero, the target can choose to align the allocation on any convenient
8431 boundary compatible with the type.
8433 '``type``' may be any sized type.
8435 Semantics:
8436 """"""""""
8438 Memory is allocated; a pointer is returned. The allocated memory is
8439 uninitialized, and loading from uninitialized memory produces an undefined
8440 value. The operation itself is undefined if there is insufficient stack
8441 space for the allocation.'``alloca``'d memory is automatically released
8442 when the function returns. The '``alloca``' instruction is commonly used
8443 to represent automatic variables that must have an address available. When
8444 the function returns (either with the ``ret`` or ``resume`` instructions),
8445 the memory is reclaimed. Allocating zero bytes is legal, but the returned
8446 pointer may not be unique. The order in which memory is allocated (ie.,
8447 which way the stack grows) is not specified.
8449 Example:
8450 """"""""
8452 .. code-block:: llvm
8454       %ptr = alloca i32                             ; yields i32*:ptr
8455       %ptr = alloca i32, i32 4                      ; yields i32*:ptr
8456       %ptr = alloca i32, i32 4, align 1024          ; yields i32*:ptr
8457       %ptr = alloca i32, align 1024                 ; yields i32*:ptr
8459 .. _i_load:
8461 '``load``' Instruction
8462 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8464 Syntax:
8465 """""""
8469       <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>]
8470       <result> = load atomic [volatile] <ty>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>]
8471       !<index> = !{ i32 1 }
8472       !<deref_bytes_node> = !{i64 <dereferenceable_bytes>}
8473       !<align_node> = !{ i64 <value_alignment> }
8475 Overview:
8476 """""""""
8478 The '``load``' instruction is used to read from memory.
8480 Arguments:
8481 """"""""""
8483 The argument to the ``load`` instruction specifies the memory address from which
8484 to load. The type specified must be a :ref:`first class <t_firstclass>` type of
8485 known size (i.e. not containing an :ref:`opaque structural type <t_opaque>`). If
8486 the ``load`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not allowed to
8487 modify the number or order of execution of this ``load`` with other
8488 :ref:`volatile operations <volatile>`.
8490 If the ``load`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8491 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8492 ``release`` and ``acq_rel`` orderings are not valid on ``load`` instructions.
8493 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8494 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8495 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8496 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8497 explicitly specified on atomic loads, and the load has undefined behavior if the
8498 alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8499 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic loads.
8501 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8502 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8503 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8504 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8505 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8506 alignment results in undefined behavior. Underestimating the alignment
8507 may produce less efficient code. An alignment of 1 is always safe. The
8508 maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment value higher
8509 than the size of the loaded type implies memory up to the alignment
8510 value bytes can be safely loaded without trapping in the default
8511 address space. Access of the high bytes can interfere with debugging
8512 tools, so should not be accessed if the function has the
8513 ``sanitize_thread`` or ``sanitize_address`` attributes.
8515 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single
8516 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one
8517 ``i32`` entry of value 1. The existence of the ``!nontemporal``
8518 metadata on the instruction tells the optimizer and code generator
8519 that this load is not expected to be reused in the cache. The code
8520 generator may select special instructions to save cache bandwidth, such
8521 as the ``MOVNT`` instruction on x86.
8523 The optional ``!invariant.load`` metadata must reference a single
8524 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8525 entries. If a load instruction tagged with the ``!invariant.load``
8526 metadata is executed, the optimizer may assume the memory location
8527 referenced by the load contains the same value at all points in the
8528 program where the memory location is known to be dereferenceable;
8529 otherwise, the behavior is undefined.
8531 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a single metadata name
8532  ``<index>`` corresponding to a metadata node with no entries.
8533  See ``invariant.group`` metadata.
8535 The optional ``!nonnull`` metadata must reference a single
8536 metadata name ``<index>`` corresponding to a metadata node with no
8537 entries. The existence of the ``!nonnull`` metadata on the
8538 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to
8539 never be null. If the value is null at runtime, the behavior is undefined.
8540 This is analogous to the ``nonnull`` attribute on parameters and return
8541 values. This metadata can only be applied to loads of a pointer type.
8543 The optional ``!dereferenceable`` metadata must reference a single metadata
8544 name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64``
8545 entry. The existence of the ``!dereferenceable`` metadata on the instruction
8546 tells the optimizer that the value loaded is known to be dereferenceable.
8547 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
8548 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable''
8549 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
8550 to loads of a pointer type.
8552 The optional ``!dereferenceable_or_null`` metadata must reference a single
8553 metadata name ``<deref_bytes_node>`` corresponding to a metadata node with one
8554 ``i64`` entry. The existence of the ``!dereferenceable_or_null`` metadata on the
8555 instruction tells the optimizer that the value loaded is known to be either
8556 dereferenceable or null.
8557 The number of bytes known to be dereferenceable is specified by the integer
8558 value in the metadata node. This is analogous to the ''dereferenceable_or_null''
8559 attribute on parameters and return values. This metadata can only be applied
8560 to loads of a pointer type.
8562 The optional ``!align`` metadata must reference a single metadata name
8563 ``<align_node>`` corresponding to a metadata node with one ``i64`` entry.
8564 The existence of the ``!align`` metadata on the instruction tells the
8565 optimizer that the value loaded is known to be aligned to a boundary specified
8566 by the integer value in the metadata node. The alignment must be a power of 2.
8567 This is analogous to the ''align'' attribute on parameters and return values.
8568 This metadata can only be applied to loads of a pointer type. If the returned
8569 value is not appropriately aligned at runtime, the behavior is undefined.
8571 Semantics:
8572 """"""""""
8574 The location of memory pointed to is loaded. If the value being loaded
8575 is of scalar type then the number of bytes read does not exceed the
8576 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8577 example, loading an ``i24`` reads at most three bytes. When loading a
8578 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8579 of bytes, the result is undefined if the value was not originally
8580 written using a store of the same type.
8582 Examples:
8583 """""""""
8585 .. code-block:: llvm
8587       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8588       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8589       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8591 .. _i_store:
8593 '``store``' Instruction
8594 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8596 Syntax:
8597 """""""
8601       store [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer>[, align <alignment>][, !nontemporal !<index>][, !invariant.group !<index>]        ; yields void
8602       store atomic [volatile] <ty> <value>, <ty>* <pointer> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>, align <alignment> [, !invariant.group !<index>] ; yields void
8604 Overview:
8605 """""""""
8607 The '``store``' instruction is used to write to memory.
8609 Arguments:
8610 """"""""""
8612 There are two arguments to the ``store`` instruction: a value to store and an
8613 address at which to store it. The type of the ``<pointer>`` operand must be a
8614 pointer to the :ref:`first class <t_firstclass>` type of the ``<value>``
8615 operand. If the ``store`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8616 allowed to modify the number or order of execution of this ``store`` with other
8617 :ref:`volatile operations <volatile>`.  Only values of :ref:`first class
8618 <t_firstclass>` types of known size (i.e. not containing an :ref:`opaque
8619 structural type <t_opaque>`) can be stored.
8621 If the ``store`` is marked as ``atomic``, it takes an extra :ref:`ordering
8622 <ordering>` and optional ``syncscope("<target-scope>")`` argument. The
8623 ``acquire`` and ``acq_rel`` orderings aren't valid on ``store`` instructions.
8624 Atomic loads produce :ref:`defined <memmodel>` results when they may see
8625 multiple atomic stores. The type of the pointee must be an integer, pointer, or
8626 floating-point type whose bit width is a power of two greater than or equal to
8627 eight and less than or equal to a target-specific size limit.  ``align`` must be
8628 explicitly specified on atomic stores, and the store has undefined behavior if
8629 the alignment is not set to a value which is at least the size in bytes of the
8630 pointee. ``!nontemporal`` does not have any defined semantics for atomic stores.
8632 The optional constant ``align`` argument specifies the alignment of the
8633 operation (that is, the alignment of the memory address). A value of 0
8634 or an omitted ``align`` argument means that the operation has the ABI
8635 alignment for the target. It is the responsibility of the code emitter
8636 to ensure that the alignment information is correct. Overestimating the
8637 alignment results in undefined behavior. Underestimating the
8638 alignment may produce less efficient code. An alignment of 1 is always
8639 safe. The maximum possible alignment is ``1 << 29``. An alignment
8640 value higher than the size of the stored type implies memory up to the
8641 alignment value bytes can be stored to without trapping in the default
8642 address space. Storing to the higher bytes however may result in data
8643 races if another thread can access the same address. Introducing a
8644 data race is not allowed. Storing to the extra bytes is not allowed
8645 even in situations where a data race is known to not exist if the
8646 function has the ``sanitize_address`` attribute.
8648 The optional ``!nontemporal`` metadata must reference a single metadata
8649 name ``<index>`` corresponding to a metadata node with one ``i32`` entry of
8650 value 1. The existence of the ``!nontemporal`` metadata on the instruction
8651 tells the optimizer and code generator that this load is not expected to
8652 be reused in the cache. The code generator may select special
8653 instructions to save cache bandwidth, such as the ``MOVNT`` instruction on
8654 x86.
8656 The optional ``!invariant.group`` metadata must reference a
8657 single metadata name ``<index>``. See ``invariant.group`` metadata.
8659 Semantics:
8660 """"""""""
8662 The contents of memory are updated to contain ``<value>`` at the
8663 location specified by the ``<pointer>`` operand. If ``<value>`` is
8664 of scalar type then the number of bytes written does not exceed the
8665 minimum number of bytes needed to hold all bits of the type. For
8666 example, storing an ``i24`` writes at most three bytes. When writing a
8667 value of a type like ``i20`` with a size that is not an integral number
8668 of bytes, it is unspecified what happens to the extra bits that do not
8669 belong to the type, but they will typically be overwritten.
8671 Example:
8672 """"""""
8674 .. code-block:: llvm
8676       %ptr = alloca i32                               ; yields i32*:ptr
8677       store i32 3, i32* %ptr                          ; yields void
8678       %val = load i32, i32* %ptr                      ; yields i32:val = i32 3
8680 .. _i_fence:
8682 '``fence``' Instruction
8683 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8685 Syntax:
8686 """""""
8690       fence [syncscope("<target-scope>")] <ordering>  ; yields void
8692 Overview:
8693 """""""""
8695 The '``fence``' instruction is used to introduce happens-before edges
8696 between operations.
8698 Arguments:
8699 """"""""""
8701 '``fence``' instructions take an :ref:`ordering <ordering>` argument which
8702 defines what *synchronizes-with* edges they add. They can only be given
8703 ``acquire``, ``release``, ``acq_rel``, and ``seq_cst`` orderings.
8705 Semantics:
8706 """"""""""
8708 A fence A which has (at least) ``release`` ordering semantics
8709 *synchronizes with* a fence B with (at least) ``acquire`` ordering
8710 semantics if and only if there exist atomic operations X and Y, both
8711 operating on some atomic object M, such that A is sequenced before X, X
8712 modifies M (either directly or through some side effect of a sequence
8713 headed by X), Y is sequenced before B, and Y observes M. This provides a
8714 *happens-before* dependency between A and B. Rather than an explicit
8715 ``fence``, one (but not both) of the atomic operations X or Y might
8716 provide a ``release`` or ``acquire`` (resp.) ordering constraint and
8717 still *synchronize-with* the explicit ``fence`` and establish the
8718 *happens-before* edge.
8720 A ``fence`` which has ``seq_cst`` ordering, in addition to having both
8721 ``acquire`` and ``release`` semantics specified above, participates in
8722 the global program order of other ``seq_cst`` operations and/or fences.
8724 A ``fence`` instruction can also take an optional
8725 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8727 Example:
8728 """"""""
8730 .. code-block:: text
8732       fence acquire                                        ; yields void
8733       fence syncscope("singlethread") seq_cst              ; yields void
8734       fence syncscope("agent") seq_cst                     ; yields void
8736 .. _i_cmpxchg:
8738 '``cmpxchg``' Instruction
8739 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8741 Syntax:
8742 """""""
8746       cmpxchg [weak] [volatile] <ty>* <pointer>, <ty> <cmp>, <ty> <new> [syncscope("<target-scope>")] <success ordering> <failure ordering> ; yields  { ty, i1 }
8748 Overview:
8749 """""""""
8751 The '``cmpxchg``' instruction is used to atomically modify memory. It
8752 loads a value in memory and compares it to a given value. If they are
8753 equal, it tries to store a new value into the memory.
8755 Arguments:
8756 """"""""""
8758 There are three arguments to the '``cmpxchg``' instruction: an address
8759 to operate on, a value to compare to the value currently be at that
8760 address, and a new value to place at that address if the compared values
8761 are equal. The type of '<cmp>' must be an integer or pointer type whose
8762 bit width is a power of two greater than or equal to eight and less
8763 than or equal to a target-specific size limit. '<cmp>' and '<new>' must
8764 have the same type, and the type of '<pointer>' must be a pointer to
8765 that type. If the ``cmpxchg`` is marked as ``volatile``, then the
8766 optimizer is not allowed to modify the number or order of execution of
8767 this ``cmpxchg`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8769 The success and failure :ref:`ordering <ordering>` arguments specify how this
8770 ``cmpxchg`` synchronizes with other atomic operations. Both ordering parameters
8771 must be at least ``monotonic``, the ordering constraint on failure must be no
8772 stronger than that on success, and the failure ordering cannot be either
8773 ``release`` or ``acq_rel``.
8775 A ``cmpxchg`` instruction can also take an optional
8776 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8778 The pointer passed into cmpxchg must have alignment greater than or
8779 equal to the size in memory of the operand.
8781 Semantics:
8782 """"""""""
8784 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``' operand
8785 is read and compared to '``<cmp>``'; if the values are equal, '``<new>``' is
8786 written to the location. The original value at the location is returned,
8787 together with a flag indicating success (true) or failure (false).
8789 If the cmpxchg operation is marked as ``weak`` then a spurious failure is
8790 permitted: the operation may not write ``<new>`` even if the comparison
8791 matched.
8793 If the cmpxchg operation is strong (the default), the i1 value is 1 if and only
8794 if the value loaded equals ``cmp``.
8796 A successful ``cmpxchg`` is a read-modify-write instruction for the purpose of
8797 identifying release sequences. A failed ``cmpxchg`` is equivalent to an atomic
8798 load with an ordering parameter determined the second ordering parameter.
8800 Example:
8801 """"""""
8803 .. code-block:: llvm
8805     entry:
8806       %orig = load atomic i32, i32* %ptr unordered, align 4                      ; yields i32
8807       br label %loop
8809     loop:
8810       %cmp = phi i32 [ %orig, %entry ], [%value_loaded, %loop]
8811       %squared = mul i32 %cmp, %cmp
8812       %val_success = cmpxchg i32* %ptr, i32 %cmp, i32 %squared acq_rel monotonic ; yields  { i32, i1 }
8813       %value_loaded = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 0
8814       %success = extractvalue { i32, i1 } %val_success, 1
8815       br i1 %success, label %done, label %loop
8817     done:
8818       ...
8820 .. _i_atomicrmw:
8822 '``atomicrmw``' Instruction
8823 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8825 Syntax:
8826 """""""
8830       atomicrmw [volatile] <operation> <ty>* <pointer>, <ty> <value> [syncscope("<target-scope>")] <ordering>                   ; yields ty
8832 Overview:
8833 """""""""
8835 The '``atomicrmw``' instruction is used to atomically modify memory.
8837 Arguments:
8838 """"""""""
8840 There are three arguments to the '``atomicrmw``' instruction: an
8841 operation to apply, an address whose value to modify, an argument to the
8842 operation. The operation must be one of the following keywords:
8844 -  xchg
8845 -  add
8846 -  sub
8847 -  and
8848 -  nand
8849 -  or
8850 -  xor
8851 -  max
8852 -  min
8853 -  umax
8854 -  umin
8855 -  fadd
8856 -  fsub
8858 For most of these operations, the type of '<value>' must be an integer
8859 type whose bit width is a power of two greater than or equal to eight
8860 and less than or equal to a target-specific size limit. For xchg, this
8861 may also be a floating point type with the same size constraints as
8862 integers.  For fadd/fsub, this must be a floating point type.  The
8863 type of the '``<pointer>``' operand must be a pointer to that type. If
8864 the ``atomicrmw`` is marked as ``volatile``, then the optimizer is not
8865 allowed to modify the number or order of execution of this
8866 ``atomicrmw`` with other :ref:`volatile operations <volatile>`.
8868 A ``atomicrmw`` instruction can also take an optional
8869 ":ref:`syncscope <syncscope>`" argument.
8871 Semantics:
8872 """"""""""
8874 The contents of memory at the location specified by the '``<pointer>``'
8875 operand are atomically read, modified, and written back. The original
8876 value at the location is returned. The modification is specified by the
8877 operation argument:
8879 -  xchg: ``*ptr = val``
8880 -  add: ``*ptr = *ptr + val``
8881 -  sub: ``*ptr = *ptr - val``
8882 -  and: ``*ptr = *ptr & val``
8883 -  nand: ``*ptr = ~(*ptr & val)``
8884 -  or: ``*ptr = *ptr | val``
8885 -  xor: ``*ptr = *ptr ^ val``
8886 -  max: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8887 -  min: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using a signed comparison)
8888 -  umax: ``*ptr = *ptr > val ? *ptr : val`` (using an unsigned
8889    comparison)
8890 -  umin: ``*ptr = *ptr < val ? *ptr : val`` (using an unsigned
8891    comparison)
8892 - fadd: ``*ptr = *ptr + val`` (using floating point arithmetic)
8893 - fsub: ``*ptr = *ptr - val`` (using floating point arithmetic)
8895 Example:
8896 """"""""
8898 .. code-block:: llvm
8900       %old = atomicrmw add i32* %ptr, i32 1 acquire                        ; yields i32
8902 .. _i_getelementptr:
8904 '``getelementptr``' Instruction
8905 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
8907 Syntax:
8908 """""""
8912       <result> = getelementptr <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
8913       <result> = getelementptr inbounds <ty>, <ty>* <ptrval>{, [inrange] <ty> <idx>}*
8914       <result> = getelementptr <ty>, <ptr vector> <ptrval>, [inrange] <vector index type> <idx>
8916 Overview:
8917 """""""""
8919 The '``getelementptr``' instruction is used to get the address of a
8920 subelement of an :ref:`aggregate <t_aggregate>` data structure. It performs
8921 address calculation only and does not access memory. The instruction can also
8922 be used to calculate a vector of such addresses.
8924 Arguments:
8925 """"""""""
8927 The first argument is always a type used as the basis for the calculations.
8928 The second argument is always a pointer or a vector of pointers, and is the
8929 base address to start from. The remaining arguments are indices
8930 that indicate which of the elements of the aggregate object are indexed.
8931 The interpretation of each index is dependent on the type being indexed
8932 into. The first index always indexes the pointer value given as the
8933 second argument, the second index indexes a value of the type pointed to
8934 (not necessarily the value directly pointed to, since the first index
8935 can be non-zero), etc. The first type indexed into must be a pointer
8936 value, subsequent types can be arrays, vectors, and structs. Note that
8937 subsequent types being indexed into can never be pointers, since that
8938 would require loading the pointer before continuing calculation.
8940 The type of each index argument depends on the type it is indexing into.
8941 When indexing into a (optionally packed) structure, only ``i32`` integer
8942 **constants** are allowed (when using a vector of indices they must all
8943 be the **same** ``i32`` integer constant). When indexing into an array,
8944 pointer or vector, integers of any width are allowed, and they are not
8945 required to be constant. These integers are treated as signed values
8946 where relevant.
8948 For example, let's consider a C code fragment and how it gets compiled
8949 to LLVM:
8951 .. code-block:: c
8953     struct RT {
8954       char A;
8955       int B[10][20];
8956       char C;
8957     };
8958     struct ST {
8959       int X;
8960       double Y;
8961       struct RT Z;
8962     };
8964     int *foo(struct ST *s) {
8965       return &s[1].Z.B[5][13];
8966     }
8968 The LLVM code generated by Clang is:
8970 .. code-block:: llvm
8972     %struct.RT = type { i8, [10 x [20 x i32]], i8 }
8973     %struct.ST = type { i32, double, %struct.RT }
8975     define i32* @foo(%struct.ST* %s) nounwind uwtable readnone optsize ssp {
8976     entry:
8977       %arrayidx = getelementptr inbounds %struct.ST, %struct.ST* %s, i64 1, i32 2, i32 1, i64 5, i64 13
8978       ret i32* %arrayidx
8979     }
8981 Semantics:
8982 """"""""""
8984 In the example above, the first index is indexing into the
8985 '``%struct.ST*``' type, which is a pointer, yielding a '``%struct.ST``'
8986 = '``{ i32, double, %struct.RT }``' type, a structure. The second index
8987 indexes into the third element of the structure, yielding a
8988 '``%struct.RT``' = '``{ i8 , [10 x [20 x i32]], i8 }``' type, another
8989 structure. The third index indexes into the second element of the
8990 structure, yielding a '``[10 x [20 x i32]]``' type, an array. The two
8991 dimensions of the array are subscripted into, yielding an '``i32``'
8992 type. The '``getelementptr``' instruction returns a pointer to this
8993 element, thus computing a value of '``i32*``' type.
8995 Note that it is perfectly legal to index partially through a structure,
8996 returning a pointer to an inner element. Because of this, the LLVM code
8997 for the given testcase is equivalent to:
8999 .. code-block:: llvm
9001     define i32* @foo(%struct.ST* %s) {
9002       %t1 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %s, i32 1                        ; yields %struct.ST*:%t1
9003       %t2 = getelementptr %struct.ST, %struct.ST* %t1, i32 0, i32 2                ; yields %struct.RT*:%t2
9004       %t3 = getelementptr %struct.RT, %struct.RT* %t2, i32 0, i32 1                ; yields [10 x [20 x i32]]*:%t3
9005       %t4 = getelementptr [10 x [20 x i32]], [10 x [20 x i32]]* %t3, i32 0, i32 5  ; yields [20 x i32]*:%t4
9006       %t5 = getelementptr [20 x i32], [20 x i32]* %t4, i32 0, i32 13               ; yields i32*:%t5
9007       ret i32* %t5
9008     }
9010 If the ``inbounds`` keyword is present, the result value of the
9011 ``getelementptr`` is a :ref:`poison value <poisonvalues>` if the base
9012 pointer is not an *in bounds* address of an allocated object, or if any
9013 of the addresses that would be formed by successive addition of the
9014 offsets implied by the indices to the base address with infinitely
9015 precise signed arithmetic are not an *in bounds* address of that
9016 allocated object. The *in bounds* addresses for an allocated object are
9017 all the addresses that point into the object, plus the address one byte
9018 past the end. The only *in bounds* address for a null pointer in the
9019 default address-space is the null pointer itself. In cases where the
9020 base is a vector of pointers the ``inbounds`` keyword applies to each
9021 of the computations element-wise.
9023 If the ``inbounds`` keyword is not present, the offsets are added to the
9024 base address with silently-wrapping two's complement arithmetic. If the
9025 offsets have a different width from the pointer, they are sign-extended
9026 or truncated to the width of the pointer. The result value of the
9027 ``getelementptr`` may be outside the object pointed to by the base
9028 pointer. The result value may not necessarily be used to access memory
9029 though, even if it happens to point into allocated storage. See the
9030 :ref:`Pointer Aliasing Rules <pointeraliasing>` section for more
9031 information.
9033 If the ``inrange`` keyword is present before any index, loading from or
9034 storing to any pointer derived from the ``getelementptr`` has undefined
9035 behavior if the load or store would access memory outside of the bounds of
9036 the element selected by the index marked as ``inrange``. The result of a
9037 pointer comparison or ``ptrtoint`` (including ``ptrtoint``-like operations
9038 involving memory) involving a pointer derived from a ``getelementptr`` with
9039 the ``inrange`` keyword is undefined, with the exception of comparisons
9040 in the case where both operands are in the range of the element selected
9041 by the ``inrange`` keyword, inclusive of the address one past the end of
9042 that element. Note that the ``inrange`` keyword is currently only allowed
9043 in constant ``getelementptr`` expressions.
9045 The getelementptr instruction is often confusing. For some more insight
9046 into how it works, see :doc:`the getelementptr FAQ <GetElementPtr>`.
9048 Example:
9049 """"""""
9051 .. code-block:: llvm
9053         ; yields [12 x i8]*:aptr
9054         %aptr = getelementptr {i32, [12 x i8]}, {i32, [12 x i8]}* %saptr, i64 0, i32 1
9055         ; yields i8*:vptr
9056         %vptr = getelementptr {i32, <2 x i8>}, {i32, <2 x i8>}* %svptr, i64 0, i32 1, i32 1
9057         ; yields i8*:eptr
9058         %eptr = getelementptr [12 x i8], [12 x i8]* %aptr, i64 0, i32 1
9059         ; yields i32*:iptr
9060         %iptr = getelementptr [10 x i32], [10 x i32]* @arr, i16 0, i16 0
9062 Vector of pointers:
9063 """""""""""""""""""
9065 The ``getelementptr`` returns a vector of pointers, instead of a single address,
9066 when one or more of its arguments is a vector. In such cases, all vector
9067 arguments should have the same number of elements, and every scalar argument
9068 will be effectively broadcast into a vector during address calculation.
9070 .. code-block:: llvm
9072      ; All arguments are vectors:
9073      ;   A[i] = ptrs[i] + offsets[i]*sizeof(i8)
9074      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, <4 x i64> %offsets
9076      ; Add the same scalar offset to each pointer of a vector:
9077      ;   A[i] = ptrs[i] + offset*sizeof(i8)
9078      %A = getelementptr i8, <4 x i8*> %ptrs, i64 %offset
9080      ; Add distinct offsets to the same pointer:
9081      ;   A[i] = ptr + offsets[i]*sizeof(i8)
9082      %A = getelementptr i8, i8* %ptr, <4 x i64> %offsets
9084      ; In all cases described above the type of the result is <4 x i8*>
9086 The two following instructions are equivalent:
9088 .. code-block:: llvm
9090      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9091        <4 x i32> <i32 2, i32 2, i32 2, i32 2>,
9092        <4 x i32> <i32 1, i32 1, i32 1, i32 1>,
9093        <4 x i32> %ind4,
9094        <4 x i64> <i64 13, i64 13, i64 13, i64 13>
9096      getelementptr  %struct.ST, <4 x %struct.ST*> %s, <4 x i64> %ind1,
9097        i32 2, i32 1, <4 x i32> %ind4, i64 13
9099 Let's look at the C code, where the vector version of ``getelementptr``
9100 makes sense:
9102 .. code-block:: c
9104     // Let's assume that we vectorize the following loop:
9105     double *A, *B; int *C;
9106     for (int i = 0; i < size; ++i) {
9107       A[i] = B[C[i]];
9108     }
9110 .. code-block:: llvm
9112     ; get pointers for 8 elements from array B
9113     %ptrs = getelementptr double, double* %B, <8 x i32> %C
9114     ; load 8 elements from array B into A
9115     %A = call <8 x double> @llvm.masked.gather.v8f64.v8p0f64(<8 x double*> %ptrs,
9116          i32 8, <8 x i1> %mask, <8 x double> %passthru)
9118 Conversion Operations
9119 ---------------------
9121 The instructions in this category are the conversion instructions
9122 (casting) which all take a single operand and a type. They perform
9123 various bit conversions on the operand.
9125 .. _i_trunc:
9127 '``trunc .. to``' Instruction
9128 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9130 Syntax:
9131 """""""
9135       <result> = trunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9137 Overview:
9138 """""""""
9140 The '``trunc``' instruction truncates its operand to the type ``ty2``.
9142 Arguments:
9143 """"""""""
9145 The '``trunc``' instruction takes a value to trunc, and a type to trunc
9146 it to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors
9147 of the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9148 larger than the bit size of the destination type, ``ty2``. Equal sized
9149 types are not allowed.
9151 Semantics:
9152 """"""""""
9154 The '``trunc``' instruction truncates the high order bits in ``value``
9155 and converts the remaining bits to ``ty2``. Since the source size must
9156 be larger than the destination size, ``trunc`` cannot be a *no-op cast*.
9157 It will always truncate bits.
9159 Example:
9160 """"""""
9162 .. code-block:: llvm
9164       %X = trunc i32 257 to i8                        ; yields i8:1
9165       %Y = trunc i32 123 to i1                        ; yields i1:true
9166       %Z = trunc i32 122 to i1                        ; yields i1:false
9167       %W = trunc <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i8> ; yields <i8 8, i8 7>
9169 .. _i_zext:
9171 '``zext .. to``' Instruction
9172 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9174 Syntax:
9175 """""""
9179       <result> = zext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9181 Overview:
9182 """""""""
9184 The '``zext``' instruction zero extends its operand to type ``ty2``.
9186 Arguments:
9187 """"""""""
9189 The '``zext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9190 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9191 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9192 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9194 Semantics:
9195 """"""""""
9197 The ``zext`` fills the high order bits of the ``value`` with zero bits
9198 until it reaches the size of the destination type, ``ty2``.
9200 When zero extending from i1, the result will always be either 0 or 1.
9202 Example:
9203 """"""""
9205 .. code-block:: llvm
9207       %X = zext i32 257 to i64              ; yields i64:257
9208       %Y = zext i1 true to i32              ; yields i32:1
9209       %Z = zext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9211 .. _i_sext:
9213 '``sext .. to``' Instruction
9214 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9216 Syntax:
9217 """""""
9221       <result> = sext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9223 Overview:
9224 """""""""
9226 The '``sext``' sign extends ``value`` to the type ``ty2``.
9228 Arguments:
9229 """"""""""
9231 The '``sext``' instruction takes a value to cast, and a type to cast it
9232 to. Both types must be of :ref:`integer <t_integer>` types, or vectors of
9233 the same number of integers. The bit size of the ``value`` must be
9234 smaller than the bit size of the destination type, ``ty2``.
9236 Semantics:
9237 """"""""""
9239 The '``sext``' instruction performs a sign extension by copying the sign
9240 bit (highest order bit) of the ``value`` until it reaches the bit size
9241 of the type ``ty2``.
9243 When sign extending from i1, the extension always results in -1 or 0.
9245 Example:
9246 """"""""
9248 .. code-block:: llvm
9250       %X = sext i8  -1 to i16              ; yields i16   :65535
9251       %Y = sext i1 true to i32             ; yields i32:-1
9252       %Z = sext <2 x i16> <i16 8, i16 7> to <2 x i32> ; yields <i32 8, i32 7>
9254 '``fptrunc .. to``' Instruction
9255 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9257 Syntax:
9258 """""""
9262       <result> = fptrunc <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9264 Overview:
9265 """""""""
9267 The '``fptrunc``' instruction truncates ``value`` to type ``ty2``.
9269 Arguments:
9270 """"""""""
9272 The '``fptrunc``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9273 value to cast and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it to.
9274 The size of ``value`` must be larger than the size of ``ty2``. This
9275 implies that ``fptrunc`` cannot be used to make a *no-op cast*.
9277 Semantics:
9278 """"""""""
9280 The '``fptrunc``' instruction casts a ``value`` from a larger
9281 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a smaller :ref:`floating-point
9282 <t_floating>` type.
9283 This instruction is assumed to execute in the default :ref:`floating-point
9284 environment <floatenv>`.
9286 Example:
9287 """"""""
9289 .. code-block:: llvm
9291       %X = fptrunc double 16777217.0 to float    ; yields float:16777216.0
9292       %Y = fptrunc double 1.0E+300 to half       ; yields half:+infinity
9294 '``fpext .. to``' Instruction
9295 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9297 Syntax:
9298 """""""
9302       <result> = fpext <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9304 Overview:
9305 """""""""
9307 The '``fpext``' extends a floating-point ``value`` to a larger floating-point
9308 value.
9310 Arguments:
9311 """"""""""
9313 The '``fpext``' instruction takes a :ref:`floating-point <t_floating>`
9314 ``value`` to cast, and a :ref:`floating-point <t_floating>` type to cast it
9315 to. The source type must be smaller than the destination type.
9317 Semantics:
9318 """"""""""
9320 The '``fpext``' instruction extends the ``value`` from a smaller
9321 :ref:`floating-point <t_floating>` type to a larger :ref:`floating-point
9322 <t_floating>` type. The ``fpext`` cannot be used to make a
9323 *no-op cast* because it always changes bits. Use ``bitcast`` to make a
9324 *no-op cast* for a floating-point cast.
9326 Example:
9327 """"""""
9329 .. code-block:: llvm
9331       %X = fpext float 3.125 to double         ; yields double:3.125000e+00
9332       %Y = fpext double %X to fp128            ; yields fp128:0xL00000000000000004000900000000000
9334 '``fptoui .. to``' Instruction
9335 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9337 Syntax:
9338 """""""
9342       <result> = fptoui <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9344 Overview:
9345 """""""""
9347 The '``fptoui``' converts a floating-point ``value`` to its unsigned
9348 integer equivalent of type ``ty2``.
9350 Arguments:
9351 """"""""""
9353 The '``fptoui``' instruction takes a value to cast, which must be a
9354 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9355 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9356 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9357 type with the same number of elements as ``ty``
9359 Semantics:
9360 """"""""""
9362 The '``fptoui``' instruction converts its :ref:`floating-point
9363 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9364 unsigned integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9365 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9367 Example:
9368 """"""""
9370 .. code-block:: llvm
9372       %X = fptoui double 123.0 to i32      ; yields i32:123
9373       %Y = fptoui float 1.0E+300 to i1     ; yields undefined:1
9374       %Z = fptoui float 1.04E+17 to i8     ; yields undefined:1
9376 '``fptosi .. to``' Instruction
9377 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9379 Syntax:
9380 """""""
9384       <result> = fptosi <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9386 Overview:
9387 """""""""
9389 The '``fptosi``' instruction converts :ref:`floating-point <t_floating>`
9390 ``value`` to type ``ty2``.
9392 Arguments:
9393 """"""""""
9395 The '``fptosi``' instruction takes a value to cast, which must be a
9396 scalar or vector :ref:`floating-point <t_floating>` value, and a type to
9397 cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` type. If
9398 ``ty`` is a vector floating-point type, ``ty2`` must be a vector integer
9399 type with the same number of elements as ``ty``
9401 Semantics:
9402 """"""""""
9404 The '``fptosi``' instruction converts its :ref:`floating-point
9405 <t_floating>` operand into the nearest (rounding towards zero)
9406 signed integer value. If the value cannot fit in ``ty2``, the result
9407 is a :ref:`poison value <poisonvalues>`.
9409 Example:
9410 """"""""
9412 .. code-block:: llvm
9414       %X = fptosi double -123.0 to i32      ; yields i32:-123
9415       %Y = fptosi float 1.0E-247 to i1      ; yields undefined:1
9416       %Z = fptosi float 1.04E+17 to i8      ; yields undefined:1
9418 '``uitofp .. to``' Instruction
9419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9421 Syntax:
9422 """""""
9426       <result> = uitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9428 Overview:
9429 """""""""
9431 The '``uitofp``' instruction regards ``value`` as an unsigned integer
9432 and converts that value to the ``ty2`` type.
9434 Arguments:
9435 """"""""""
9437 The '``uitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9438 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9439 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9440 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9441 type with the same number of elements as ``ty``
9443 Semantics:
9444 """"""""""
9446 The '``uitofp``' instruction interprets its operand as an unsigned
9447 integer quantity and converts it to the corresponding floating-point
9448 value. If the value cannot be exactly represented, it is rounded using
9449 the default rounding mode.
9452 Example:
9453 """"""""
9455 .. code-block:: llvm
9457       %X = uitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9458       %Y = uitofp i8 -1 to double          ; yields double:255.0
9460 '``sitofp .. to``' Instruction
9461 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9463 Syntax:
9464 """""""
9468       <result> = sitofp <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9470 Overview:
9471 """""""""
9473 The '``sitofp``' instruction regards ``value`` as a signed integer and
9474 converts that value to the ``ty2`` type.
9476 Arguments:
9477 """"""""""
9479 The '``sitofp``' instruction takes a value to cast, which must be a
9480 scalar or vector :ref:`integer <t_integer>` value, and a type to cast it to
9481 ``ty2``, which must be an :ref:`floating-point <t_floating>` type. If
9482 ``ty`` is a vector integer type, ``ty2`` must be a vector floating-point
9483 type with the same number of elements as ``ty``
9485 Semantics:
9486 """"""""""
9488 The '``sitofp``' instruction interprets its operand as a signed integer
9489 quantity and converts it to the corresponding floating-point value. If the
9490 value cannot be exactly represented, it is rounded using the default rounding
9491 mode.
9493 Example:
9494 """"""""
9496 .. code-block:: llvm
9498       %X = sitofp i32 257 to float         ; yields float:257.0
9499       %Y = sitofp i8 -1 to double          ; yields double:-1.0
9501 .. _i_ptrtoint:
9503 '``ptrtoint .. to``' Instruction
9504 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9506 Syntax:
9507 """""""
9511       <result> = ptrtoint <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9513 Overview:
9514 """""""""
9516 The '``ptrtoint``' instruction converts the pointer or a vector of
9517 pointers ``value`` to the integer (or vector of integers) type ``ty2``.
9519 Arguments:
9520 """"""""""
9522 The '``ptrtoint``' instruction takes a ``value`` to cast, which must be
9523 a value of type :ref:`pointer <t_pointer>` or a vector of pointers, and a
9524 type to cast it to ``ty2``, which must be an :ref:`integer <t_integer>` or
9525 a vector of integers type.
9527 Semantics:
9528 """"""""""
9530 The '``ptrtoint``' instruction converts ``value`` to integer type
9531 ``ty2`` by interpreting the pointer value as an integer and either
9532 truncating or zero extending that value to the size of the integer type.
9533 If ``value`` is smaller than ``ty2`` then a zero extension is done. If
9534 ``value`` is larger than ``ty2`` then a truncation is done. If they are
9535 the same size, then nothing is done (*no-op cast*) other than a type
9536 change.
9538 Example:
9539 """"""""
9541 .. code-block:: llvm
9543       %X = ptrtoint i32* %P to i8                         ; yields truncation on 32-bit architecture
9544       %Y = ptrtoint i32* %P to i64                        ; yields zero extension on 32-bit architecture
9545       %Z = ptrtoint <4 x i32*> %P to <4 x i64>; yields vector zero extension for a vector of addresses on 32-bit architecture
9547 .. _i_inttoptr:
9549 '``inttoptr .. to``' Instruction
9550 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9552 Syntax:
9553 """""""
9557       <result> = inttoptr <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9559 Overview:
9560 """""""""
9562 The '``inttoptr``' instruction converts an integer ``value`` to a
9563 pointer type, ``ty2``.
9565 Arguments:
9566 """"""""""
9568 The '``inttoptr``' instruction takes an :ref:`integer <t_integer>` value to
9569 cast, and a type to cast it to, which must be a :ref:`pointer <t_pointer>`
9570 type.
9572 Semantics:
9573 """"""""""
9575 The '``inttoptr``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` by
9576 applying either a zero extension or a truncation depending on the size
9577 of the integer ``value``. If ``value`` is larger than the size of a
9578 pointer then a truncation is done. If ``value`` is smaller than the size
9579 of a pointer then a zero extension is done. If they are the same size,
9580 nothing is done (*no-op cast*).
9582 Example:
9583 """"""""
9585 .. code-block:: llvm
9587       %X = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields zero extension on 64-bit architecture
9588       %Y = inttoptr i32 255 to i32*          ; yields no-op on 32-bit architecture
9589       %Z = inttoptr i64 0 to i32*            ; yields truncation on 32-bit architecture
9590       %Z = inttoptr <4 x i32> %G to <4 x i8*>; yields truncation of vector G to four pointers
9592 .. _i_bitcast:
9594 '``bitcast .. to``' Instruction
9595 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9597 Syntax:
9598 """""""
9602       <result> = bitcast <ty> <value> to <ty2>             ; yields ty2
9604 Overview:
9605 """""""""
9607 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2`` without
9608 changing any bits.
9610 Arguments:
9611 """"""""""
9613 The '``bitcast``' instruction takes a value to cast, which must be a
9614 non-aggregate first class value, and a type to cast it to, which must
9615 also be a non-aggregate :ref:`first class <t_firstclass>` type. The
9616 bit sizes of ``value`` and the destination type, ``ty2``, must be
9617 identical. If the source type is a pointer, the destination type must
9618 also be a pointer of the same size. This instruction supports bitwise
9619 conversion of vectors to integers and to vectors of other types (as
9620 long as they have the same size).
9622 Semantics:
9623 """"""""""
9625 The '``bitcast``' instruction converts ``value`` to type ``ty2``. It
9626 is always a *no-op cast* because no bits change with this
9627 conversion. The conversion is done as if the ``value`` had been stored
9628 to memory and read back as type ``ty2``. Pointer (or vector of
9629 pointers) types may only be converted to other pointer (or vector of
9630 pointers) types with the same address space through this instruction.
9631 To convert pointers to other types, use the :ref:`inttoptr <i_inttoptr>`
9632 or :ref:`ptrtoint <i_ptrtoint>` instructions first.
9634 Example:
9635 """"""""
9637 .. code-block:: text
9639       %X = bitcast i8 255 to i8              ; yields i8 :-1
9640       %Y = bitcast i32* %x to sint*          ; yields sint*:%x
9641       %Z = bitcast <2 x int> %V to i64;        ; yields i64: %V
9642       %Z = bitcast <2 x i32*> %V to <2 x i64*> ; yields <2 x i64*>
9644 .. _i_addrspacecast:
9646 '``addrspacecast .. to``' Instruction
9647 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9649 Syntax:
9650 """""""
9654       <result> = addrspacecast <pty> <ptrval> to <pty2>       ; yields pty2
9656 Overview:
9657 """""""""
9659 The '``addrspacecast``' instruction converts ``ptrval`` from ``pty`` in
9660 address space ``n`` to type ``pty2`` in address space ``m``.
9662 Arguments:
9663 """"""""""
9665 The '``addrspacecast``' instruction takes a pointer or vector of pointer value
9666 to cast and a pointer type to cast it to, which must have a different
9667 address space.
9669 Semantics:
9670 """"""""""
9672 The '``addrspacecast``' instruction converts the pointer value
9673 ``ptrval`` to type ``pty2``. It can be a *no-op cast* or a complex
9674 value modification, depending on the target and the address space
9675 pair. Pointer conversions within the same address space must be
9676 performed with the ``bitcast`` instruction. Note that if the address space
9677 conversion is legal then both result and operand refer to the same memory
9678 location.
9680 Example:
9681 """"""""
9683 .. code-block:: llvm
9685       %X = addrspacecast i32* %x to i32 addrspace(1)*    ; yields i32 addrspace(1)*:%x
9686       %Y = addrspacecast i32 addrspace(1)* %y to i64 addrspace(2)*    ; yields i64 addrspace(2)*:%y
9687       %Z = addrspacecast <4 x i32*> %z to <4 x float addrspace(3)*>   ; yields <4 x float addrspace(3)*>:%z
9689 .. _otherops:
9691 Other Operations
9692 ----------------
9694 The instructions in this category are the "miscellaneous" instructions,
9695 which defy better classification.
9697 .. _i_icmp:
9699 '``icmp``' Instruction
9700 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9702 Syntax:
9703 """""""
9707       <result> = icmp <cond> <ty> <op1>, <op2>   ; yields i1 or <N x i1>:result
9709 Overview:
9710 """""""""
9712 The '``icmp``' instruction returns a boolean value or a vector of
9713 boolean values based on comparison of its two integer, integer vector,
9714 pointer, or pointer vector operands.
9716 Arguments:
9717 """"""""""
9719 The '``icmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9720 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9721 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9723 #. ``eq``: equal
9724 #. ``ne``: not equal
9725 #. ``ugt``: unsigned greater than
9726 #. ``uge``: unsigned greater or equal
9727 #. ``ult``: unsigned less than
9728 #. ``ule``: unsigned less or equal
9729 #. ``sgt``: signed greater than
9730 #. ``sge``: signed greater or equal
9731 #. ``slt``: signed less than
9732 #. ``sle``: signed less or equal
9734 The remaining two arguments must be :ref:`integer <t_integer>` or
9735 :ref:`pointer <t_pointer>` or integer :ref:`vector <t_vector>` typed. They
9736 must also be identical types.
9738 Semantics:
9739 """"""""""
9741 The '``icmp``' compares ``op1`` and ``op2`` according to the condition
9742 code given as ``cond``. The comparison performed always yields either an
9743 :ref:`i1 <t_integer>` or vector of ``i1`` result, as follows:
9745 #. ``eq``: yields ``true`` if the operands are equal, ``false``
9746    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9747 #. ``ne``: yields ``true`` if the operands are unequal, ``false``
9748    otherwise. No sign interpretation is necessary or performed.
9749 #. ``ugt``: interprets the operands as unsigned values and yields
9750    ``true`` if ``op1`` is greater than ``op2``.
9751 #. ``uge``: interprets the operands as unsigned values and yields
9752    ``true`` if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9753 #. ``ult``: interprets the operands as unsigned values and yields
9754    ``true`` if ``op1`` is less than ``op2``.
9755 #. ``ule``: interprets the operands as unsigned values and yields
9756    ``true`` if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9757 #. ``sgt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9758    if ``op1`` is greater than ``op2``.
9759 #. ``sge``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9760    if ``op1`` is greater than or equal to ``op2``.
9761 #. ``slt``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9762    if ``op1`` is less than ``op2``.
9763 #. ``sle``: interprets the operands as signed values and yields ``true``
9764    if ``op1`` is less than or equal to ``op2``.
9766 If the operands are :ref:`pointer <t_pointer>` typed, the pointer values
9767 are compared as if they were integers.
9769 If the operands are integer vectors, then they are compared element by
9770 element. The result is an ``i1`` vector with the same number of elements
9771 as the values being compared. Otherwise, the result is an ``i1``.
9773 Example:
9774 """"""""
9776 .. code-block:: text
9778       <result> = icmp eq i32 4, 5          ; yields: result=false
9779       <result> = icmp ne float* %X, %X     ; yields: result=false
9780       <result> = icmp ult i16  4, 5        ; yields: result=true
9781       <result> = icmp sgt i16  4, 5        ; yields: result=false
9782       <result> = icmp ule i16 -4, 5        ; yields: result=false
9783       <result> = icmp sge i16  4, 5        ; yields: result=false
9785 .. _i_fcmp:
9787 '``fcmp``' Instruction
9788 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9790 Syntax:
9791 """""""
9795       <result> = fcmp [fast-math flags]* <cond> <ty> <op1>, <op2>     ; yields i1 or <N x i1>:result
9797 Overview:
9798 """""""""
9800 The '``fcmp``' instruction returns a boolean value or vector of boolean
9801 values based on comparison of its operands.
9803 If the operands are floating-point scalars, then the result type is a
9804 boolean (:ref:`i1 <t_integer>`).
9806 If the operands are floating-point vectors, then the result type is a
9807 vector of boolean with the same number of elements as the operands being
9808 compared.
9810 Arguments:
9811 """"""""""
9813 The '``fcmp``' instruction takes three operands. The first operand is
9814 the condition code indicating the kind of comparison to perform. It is
9815 not a value, just a keyword. The possible condition codes are:
9817 #. ``false``: no comparison, always returns false
9818 #. ``oeq``: ordered and equal
9819 #. ``ogt``: ordered and greater than
9820 #. ``oge``: ordered and greater than or equal
9821 #. ``olt``: ordered and less than
9822 #. ``ole``: ordered and less than or equal
9823 #. ``one``: ordered and not equal
9824 #. ``ord``: ordered (no nans)
9825 #. ``ueq``: unordered or equal
9826 #. ``ugt``: unordered or greater than
9827 #. ``uge``: unordered or greater than or equal
9828 #. ``ult``: unordered or less than
9829 #. ``ule``: unordered or less than or equal
9830 #. ``une``: unordered or not equal
9831 #. ``uno``: unordered (either nans)
9832 #. ``true``: no comparison, always returns true
9834 *Ordered* means that neither operand is a QNAN while *unordered* means
9835 that either operand may be a QNAN.
9837 Each of ``val1`` and ``val2`` arguments must be either a :ref:`floating-point
9838 <t_floating>` type or a :ref:`vector <t_vector>` of floating-point type.
9839 They must have identical types.
9841 Semantics:
9842 """"""""""
9844 The '``fcmp``' instruction compares ``op1`` and ``op2`` according to the
9845 condition code given as ``cond``. If the operands are vectors, then the
9846 vectors are compared element by element. Each comparison performed
9847 always yields an :ref:`i1 <t_integer>` result, as follows:
9849 #. ``false``: always yields ``false``, regardless of operands.
9850 #. ``oeq``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9851    is equal to ``op2``.
9852 #. ``ogt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9853    is greater than ``op2``.
9854 #. ``oge``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9855    is greater than or equal to ``op2``.
9856 #. ``olt``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9857    is less than ``op2``.
9858 #. ``ole``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9859    is less than or equal to ``op2``.
9860 #. ``one``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN and ``op1``
9861    is not equal to ``op2``.
9862 #. ``ord``: yields ``true`` if both operands are not a QNAN.
9863 #. ``ueq``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9864    equal to ``op2``.
9865 #. ``ugt``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9866    greater than ``op2``.
9867 #. ``uge``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9868    greater than or equal to ``op2``.
9869 #. ``ult``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9870    less than ``op2``.
9871 #. ``ule``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9872    less than or equal to ``op2``.
9873 #. ``une``: yields ``true`` if either operand is a QNAN or ``op1`` is
9874    not equal to ``op2``.
9875 #. ``uno``: yields ``true`` if either operand is a QNAN.
9876 #. ``true``: always yields ``true``, regardless of operands.
9878 The ``fcmp`` instruction can also optionally take any number of
9879 :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
9880 otherwise unsafe floating-point optimizations.
9882 Any set of fast-math flags are legal on an ``fcmp`` instruction, but the
9883 only flags that have any effect on its semantics are those that allow
9884 assumptions to be made about the values of input arguments; namely
9885 ``nnan``, ``ninf``, and ``reassoc``. See :ref:`fastmath` for more information.
9887 Example:
9888 """"""""
9890 .. code-block:: text
9892       <result> = fcmp oeq float 4.0, 5.0    ; yields: result=false
9893       <result> = fcmp one float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
9894       <result> = fcmp olt float 4.0, 5.0    ; yields: result=true
9895       <result> = fcmp ueq double 1.0, 2.0   ; yields: result=false
9897 .. _i_phi:
9899 '``phi``' Instruction
9900 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9902 Syntax:
9903 """""""
9907       <result> = phi <ty> [ <val0>, <label0>], ...
9909 Overview:
9910 """""""""
9912 The '``phi``' instruction is used to implement the Ï† node in the SSA
9913 graph representing the function.
9915 Arguments:
9916 """"""""""
9918 The type of the incoming values is specified with the first type field.
9919 After this, the '``phi``' instruction takes a list of pairs as
9920 arguments, with one pair for each predecessor basic block of the current
9921 block. Only values of :ref:`first class <t_firstclass>` type may be used as
9922 the value arguments to the PHI node. Only labels may be used as the
9923 label arguments.
9925 There must be no non-phi instructions between the start of a basic block
9926 and the PHI instructions: i.e. PHI instructions must be first in a basic
9927 block.
9929 For the purposes of the SSA form, the use of each incoming value is
9930 deemed to occur on the edge from the corresponding predecessor block to
9931 the current block (but after any definition of an '``invoke``'
9932 instruction's return value on the same edge).
9934 Semantics:
9935 """"""""""
9937 At runtime, the '``phi``' instruction logically takes on the value
9938 specified by the pair corresponding to the predecessor basic block that
9939 executed just prior to the current block.
9941 Example:
9942 """"""""
9944 .. code-block:: llvm
9946     Loop:       ; Infinite loop that counts from 0 on up...
9947       %indvar = phi i32 [ 0, %LoopHeader ], [ %nextindvar, %Loop ]
9948       %nextindvar = add i32 %indvar, 1
9949       br label %Loop
9951 .. _i_select:
9953 '``select``' Instruction
9954 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
9956 Syntax:
9957 """""""
9961       <result> = select [fast-math flags] selty <cond>, <ty> <val1>, <ty> <val2>             ; yields ty
9963       selty is either i1 or {<N x i1>}
9965 Overview:
9966 """""""""
9968 The '``select``' instruction is used to choose one value based on a
9969 condition, without IR-level branching.
9971 Arguments:
9972 """"""""""
9974 The '``select``' instruction requires an 'i1' value or a vector of 'i1'
9975 values indicating the condition, and two values of the same :ref:`first
9976 class <t_firstclass>` type.
9978 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the select has one or more
9979    :ref:`fast-math flags <fastmath>`. These are optimization hints to enable
9980    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
9981    for selects that return a floating-point scalar or vector type.
9983 Semantics:
9984 """"""""""
9986 If the condition is an i1 and it evaluates to 1, the instruction returns
9987 the first value argument; otherwise, it returns the second value
9988 argument.
9990 If the condition is a vector of i1, then the value arguments must be
9991 vectors of the same size, and the selection is done element by element.
9993 If the condition is an i1 and the value arguments are vectors of the
9994 same size, then an entire vector is selected.
9996 Example:
9997 """"""""
9999 .. code-block:: llvm
10001       %X = select i1 true, i8 17, i8 42          ; yields i8:17
10003 .. _i_call:
10005 '``call``' Instruction
10006 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10008 Syntax:
10009 """""""
10013       <result> = [tail | musttail | notail ] call [fast-math flags] [cconv] [ret attrs] [addrspace(<num>)]
10014                  [<ty>|<fnty> <fnptrval>(<function args>) [fn attrs] [ operand bundles ]
10016 Overview:
10017 """""""""
10019 The '``call``' instruction represents a simple function call.
10021 Arguments:
10022 """"""""""
10024 This instruction requires several arguments:
10026 #. The optional ``tail`` and ``musttail`` markers indicate that the optimizers
10027    should perform tail call optimization. The ``tail`` marker is a hint that
10028    `can be ignored <CodeGenerator.html#sibcallopt>`_. The ``musttail`` marker
10029    means that the call must be tail call optimized in order for the program to
10030    be correct. The ``musttail`` marker provides these guarantees:
10032    #. The call will not cause unbounded stack growth if it is part of a
10033       recursive cycle in the call graph.
10034    #. Arguments with the :ref:`inalloca <attr_inalloca>` attribute are
10035       forwarded in place.
10036    #. If the musttail call appears in a function with the ``"thunk"`` attribute
10037       and the caller and callee both have varargs, than any unprototyped
10038       arguments in register or memory are forwarded to the callee. Similarly,
10039       the return value of the callee is returned the the caller's caller, even
10040       if a void return type is in use.
10042    Both markers imply that the callee does not access allocas from the caller.
10043    The ``tail`` marker additionally implies that the callee does not access
10044    varargs from the caller. Calls marked ``musttail`` must obey the following
10045    additional  rules:
10047    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction,
10048      or a pointer bitcast followed by a ret instruction.
10049    - The ret instruction must return the (possibly bitcasted) value
10050      produced by the call or void.
10051    - The caller and callee prototypes must match. Pointer types of
10052      parameters or return types may differ in pointee type, but not
10053      in address space.
10054    - The calling conventions of the caller and callee must match.
10055    - All ABI-impacting function attributes, such as sret, byval, inreg,
10056      returned, and inalloca, must match.
10057    - The callee must be varargs iff the caller is varargs. Bitcasting a
10058      non-varargs function to the appropriate varargs type is legal so
10059      long as the non-varargs prefixes obey the other rules.
10061    Tail call optimization for calls marked ``tail`` is guaranteed to occur if
10062    the following conditions are met:
10064    -  Caller and callee both have the calling convention ``fastcc``.
10065    -  The call is in tail position (ret immediately follows call and ret
10066       uses value of call or is void).
10067    -  Option ``-tailcallopt`` is enabled, or
10068       ``llvm::GuaranteedTailCallOpt`` is ``true``.
10069    -  `Platform-specific constraints are
10070       met. <CodeGenerator.html#tailcallopt>`_
10072 #. The optional ``notail`` marker indicates that the optimizers should not add
10073    ``tail`` or ``musttail`` markers to the call. It is used to prevent tail
10074    call optimization from being performed on the call.
10076 #. The optional ``fast-math flags`` marker indicates that the call has one or more
10077    :ref:`fast-math flags <fastmath>`, which are optimization hints to enable
10078    otherwise unsafe floating-point optimizations. Fast-math flags are only valid
10079    for calls that return a floating-point scalar or vector type.
10081 #. The optional "cconv" marker indicates which :ref:`calling
10082    convention <callingconv>` the call should use. If none is
10083    specified, the call defaults to using C calling conventions. The
10084    calling convention of the call must match the calling convention of
10085    the target function, or else the behavior is undefined.
10086 #. The optional :ref:`Parameter Attributes <paramattrs>` list for return
10087    values. Only '``zeroext``', '``signext``', and '``inreg``' attributes
10088    are valid here.
10089 #. The optional addrspace attribute can be used to indicate the address space
10090    of the called function. If it is not specified, the program address space
10091    from the :ref:`datalayout string<langref_datalayout>` will be used.
10092 #. '``ty``': the type of the call instruction itself which is also the
10093    type of the return value. Functions that return no value are marked
10094    ``void``.
10095 #. '``fnty``': shall be the signature of the function being called. The
10096    argument types must match the types implied by this signature. This
10097    type can be omitted if the function is not varargs.
10098 #. '``fnptrval``': An LLVM value containing a pointer to a function to
10099    be called. In most cases, this is a direct function call, but
10100    indirect ``call``'s are just as possible, calling an arbitrary pointer
10101    to function value.
10102 #. '``function args``': argument list whose types match the function
10103    signature argument types and parameter attributes. All arguments must
10104    be of :ref:`first class <t_firstclass>` type. If the function signature
10105    indicates the function accepts a variable number of arguments, the
10106    extra arguments can be specified.
10107 #. The optional :ref:`function attributes <fnattrs>` list.
10108 #. The optional :ref:`operand bundles <opbundles>` list.
10110 Semantics:
10111 """"""""""
10113 The '``call``' instruction is used to cause control flow to transfer to
10114 a specified function, with its incoming arguments bound to the specified
10115 values. Upon a '``ret``' instruction in the called function, control
10116 flow continues with the instruction after the function call, and the
10117 return value of the function is bound to the result argument.
10119 Example:
10120 """"""""
10122 .. code-block:: llvm
10124       %retval = call i32 @test(i32 %argc)
10125       call i32 (i8*, ...)* @printf(i8* %msg, i32 12, i8 42)        ; yields i32
10126       %X = tail call i32 @foo()                                    ; yields i32
10127       %Y = tail call fastcc i32 @foo()  ; yields i32
10128       call void %foo(i8 97 signext)
10130       %struct.A = type { i32, i8 }
10131       %r = call %struct.A @foo()                        ; yields { i32, i8 }
10132       %gr = extractvalue %struct.A %r, 0                ; yields i32
10133       %gr1 = extractvalue %struct.A %r, 1               ; yields i8
10134       %Z = call void @foo() noreturn                    ; indicates that %foo never returns normally
10135       %ZZ = call zeroext i32 @bar()                     ; Return value is %zero extended
10137 llvm treats calls to some functions with names and arguments that match
10138 the standard C99 library as being the C99 library functions, and may
10139 perform optimizations or generate code for them under that assumption.
10140 This is something we'd like to change in the future to provide better
10141 support for freestanding environments and non-C-based languages.
10143 .. _i_va_arg:
10145 '``va_arg``' Instruction
10146 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10148 Syntax:
10149 """""""
10153       <resultval> = va_arg <va_list*> <arglist>, <argty>
10155 Overview:
10156 """""""""
10158 The '``va_arg``' instruction is used to access arguments passed through
10159 the "variable argument" area of a function call. It is used to implement
10160 the ``va_arg`` macro in C.
10162 Arguments:
10163 """"""""""
10165 This instruction takes a ``va_list*`` value and the type of the
10166 argument. It returns a value of the specified argument type and
10167 increments the ``va_list`` to point to the next argument. The actual
10168 type of ``va_list`` is target specific.
10170 Semantics:
10171 """"""""""
10173 The '``va_arg``' instruction loads an argument of the specified type
10174 from the specified ``va_list`` and causes the ``va_list`` to point to
10175 the next argument. For more information, see the variable argument
10176 handling :ref:`Intrinsic Functions <int_varargs>`.
10178 It is legal for this instruction to be called in a function which does
10179 not take a variable number of arguments, for example, the ``vfprintf``
10180 function.
10182 ``va_arg`` is an LLVM instruction instead of an :ref:`intrinsic
10183 function <intrinsics>` because it takes a type as an argument.
10185 Example:
10186 """"""""
10188 See the :ref:`variable argument processing <int_varargs>` section.
10190 Note that the code generator does not yet fully support va\_arg on many
10191 targets. Also, it does not currently support va\_arg with aggregate
10192 types on any target.
10194 .. _i_landingpad:
10196 '``landingpad``' Instruction
10197 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10199 Syntax:
10200 """""""
10204       <resultval> = landingpad <resultty> <clause>+
10205       <resultval> = landingpad <resultty> cleanup <clause>*
10207       <clause> := catch <type> <value>
10208       <clause> := filter <array constant type> <array constant>
10210 Overview:
10211 """""""""
10213 The '``landingpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10214 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10215 is a landing pad --- one where the exception lands, and corresponds to the
10216 code found in the ``catch`` portion of a ``try``/``catch`` sequence. It
10217 defines values supplied by the :ref:`personality function <personalityfn>` upon
10218 re-entry to the function. The ``resultval`` has the type ``resultty``.
10220 Arguments:
10221 """"""""""
10223 The optional
10224 ``cleanup`` flag indicates that the landing pad block is a cleanup.
10226 A ``clause`` begins with the clause type --- ``catch`` or ``filter`` --- and
10227 contains the global variable representing the "type" that may be caught
10228 or filtered respectively. Unlike the ``catch`` clause, the ``filter``
10229 clause takes an array constant as its argument. Use
10230 "``[0 x i8**] undef``" for a filter which cannot throw. The
10231 '``landingpad``' instruction must contain *at least* one ``clause`` or
10232 the ``cleanup`` flag.
10234 Semantics:
10235 """"""""""
10237 The '``landingpad``' instruction defines the values which are set by the
10238 :ref:`personality function <personalityfn>` upon re-entry to the function, and
10239 therefore the "result type" of the ``landingpad`` instruction. As with
10240 calling conventions, how the personality function results are
10241 represented in LLVM IR is target specific.
10243 The clauses are applied in order from top to bottom. If two
10244 ``landingpad`` instructions are merged together through inlining, the
10245 clauses from the calling function are appended to the list of clauses.
10246 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10247 the exception is compared against each ``clause`` in turn. If it doesn't
10248 match any of the clauses, and the ``cleanup`` flag is not set, then
10249 unwinding continues further up the call stack.
10251 The ``landingpad`` instruction has several restrictions:
10253 -  A landing pad block is a basic block which is the unwind destination
10254    of an '``invoke``' instruction.
10255 -  A landing pad block must have a '``landingpad``' instruction as its
10256    first non-PHI instruction.
10257 -  There can be only one '``landingpad``' instruction within the landing
10258    pad block.
10259 -  A basic block that is not a landing pad block may not include a
10260    '``landingpad``' instruction.
10262 Example:
10263 """"""""
10265 .. code-block:: llvm
10267       ;; A landing pad which can catch an integer.
10268       %res = landingpad { i8*, i32 }
10269                catch i8** @_ZTIi
10270       ;; A landing pad that is a cleanup.
10271       %res = landingpad { i8*, i32 }
10272                cleanup
10273       ;; A landing pad which can catch an integer and can only throw a double.
10274       %res = landingpad { i8*, i32 }
10275                catch i8** @_ZTIi
10276                filter [1 x i8**] [@_ZTId]
10278 .. _i_catchpad:
10280 '``catchpad``' Instruction
10281 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10283 Syntax:
10284 """""""
10288       <resultval> = catchpad within <catchswitch> [<args>*]
10290 Overview:
10291 """""""""
10293 The '``catchpad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10294 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10295 begins a catch handler --- one where a personality routine attempts to transfer
10296 control to catch an exception.
10298 Arguments:
10299 """"""""""
10301 The ``catchswitch`` operand must always be a token produced by a
10302 :ref:`catchswitch <i_catchswitch>` instruction in a predecessor block. This
10303 ensures that each ``catchpad`` has exactly one predecessor block, and it always
10304 terminates in a ``catchswitch``.
10306 The ``args`` correspond to whatever information the personality routine
10307 requires to know if this is an appropriate handler for the exception. Control
10308 will transfer to the ``catchpad`` if this is the first appropriate handler for
10309 the exception.
10311 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to match the
10312 ``catchpad`` to corresponding :ref:`catchrets <i_catchret>` and other nested EH
10313 pads.
10315 Semantics:
10316 """"""""""
10318 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown, the
10319 exception is compared against the ``args``. If it doesn't match, control will
10320 not reach the ``catchpad`` instruction.  The representation of ``args`` is
10321 entirely target and personality function-specific.
10323 Like the :ref:`landingpad <i_landingpad>` instruction, the ``catchpad``
10324 instruction must be the first non-phi of its parent basic block.
10326 The meaning of the tokens produced and consumed by ``catchpad`` and other "pad"
10327 instructions is described in the
10328 `Windows exception handling documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh>`_.
10330 When a ``catchpad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10331 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10332 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10333 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10335 Example:
10336 """"""""
10338 .. code-block:: text
10340     dispatch:
10341       %cs = catchswitch within none [label %handler0] unwind to caller
10342       ;; A catch block which can catch an integer.
10343     handler0:
10344       %tok = catchpad within %cs [i8** @_ZTIi]
10346 .. _i_cleanuppad:
10348 '``cleanuppad``' Instruction
10349 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10351 Syntax:
10352 """""""
10356       <resultval> = cleanuppad within <parent> [<args>*]
10358 Overview:
10359 """""""""
10361 The '``cleanuppad``' instruction is used by `LLVM's exception handling
10362 system <ExceptionHandling.html#overview>`_ to specify that a basic block
10363 is a cleanup block --- one where a personality routine attempts to
10364 transfer control to run cleanup actions.
10365 The ``args`` correspond to whatever additional
10366 information the :ref:`personality function <personalityfn>` requires to
10367 execute the cleanup.
10368 The ``resultval`` has the type :ref:`token <t_token>` and is used to
10369 match the ``cleanuppad`` to corresponding :ref:`cleanuprets <i_cleanupret>`.
10370 The ``parent`` argument is the token of the funclet that contains the
10371 ``cleanuppad`` instruction. If the ``cleanuppad`` is not inside a funclet,
10372 this operand may be the token ``none``.
10374 Arguments:
10375 """"""""""
10377 The instruction takes a list of arbitrary values which are interpreted
10378 by the :ref:`personality function <personalityfn>`.
10380 Semantics:
10381 """"""""""
10383 When the call stack is being unwound due to an exception being thrown,
10384 the :ref:`personality function <personalityfn>` transfers control to the
10385 ``cleanuppad`` with the aid of the personality-specific arguments.
10386 As with calling conventions, how the personality function results are
10387 represented in LLVM IR is target specific.
10389 The ``cleanuppad`` instruction has several restrictions:
10391 -  A cleanup block is a basic block which is the unwind destination of
10392    an exceptional instruction.
10393 -  A cleanup block must have a '``cleanuppad``' instruction as its
10394    first non-PHI instruction.
10395 -  There can be only one '``cleanuppad``' instruction within the
10396    cleanup block.
10397 -  A basic block that is not a cleanup block may not include a
10398    '``cleanuppad``' instruction.
10400 When a ``cleanuppad`` has been "entered" but not yet "exited" (as
10401 described in the `EH documentation\ <ExceptionHandling.html#wineh-constraints>`_),
10402 it is undefined behavior to execute a :ref:`call <i_call>` or :ref:`invoke <i_invoke>`
10403 that does not carry an appropriate :ref:`"funclet" bundle <ob_funclet>`.
10405 Example:
10406 """"""""
10408 .. code-block:: text
10410       %tok = cleanuppad within %cs []
10412 .. _intrinsics:
10414 Intrinsic Functions
10415 ===================
10417 LLVM supports the notion of an "intrinsic function". These functions
10418 have well known names and semantics and are required to follow certain
10419 restrictions. Overall, these intrinsics represent an extension mechanism
10420 for the LLVM language that does not require changing all of the
10421 transformations in LLVM when adding to the language (or the bitcode
10422 reader/writer, the parser, etc...).
10424 Intrinsic function names must all start with an "``llvm.``" prefix. This
10425 prefix is reserved in LLVM for intrinsic names; thus, function names may
10426 not begin with this prefix. Intrinsic functions must always be external
10427 functions: you cannot define the body of intrinsic functions. Intrinsic
10428 functions may only be used in call or invoke instructions: it is illegal
10429 to take the address of an intrinsic function. Additionally, because
10430 intrinsic functions are part of the LLVM language, it is required if any
10431 are added that they be documented here.
10433 Some intrinsic functions can be overloaded, i.e., the intrinsic
10434 represents a family of functions that perform the same operation but on
10435 different data types. Because LLVM can represent over 8 million
10436 different integer types, overloading is used commonly to allow an
10437 intrinsic function to operate on any integer type. One or more of the
10438 argument types or the result type can be overloaded to accept any
10439 integer type. Argument types may also be defined as exactly matching a
10440 previous argument's type or the result type. This allows an intrinsic
10441 function which accepts multiple arguments, but needs all of them to be
10442 of the same type, to only be overloaded with respect to a single
10443 argument or the result.
10445 Overloaded intrinsics will have the names of its overloaded argument
10446 types encoded into its function name, each preceded by a period. Only
10447 those types which are overloaded result in a name suffix. Arguments
10448 whose type is matched against another type do not. For example, the
10449 ``llvm.ctpop`` function can take an integer of any width and returns an
10450 integer of exactly the same integer width. This leads to a family of
10451 functions such as ``i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %val)`` and
10452 ``i29 @llvm.ctpop.i29(i29 %val)``. Only one type, the return type, is
10453 overloaded, and only one type suffix is required. Because the argument's
10454 type is matched against the return type, it does not require its own
10455 name suffix.
10457 To learn how to add an intrinsic function, please see the `Extending
10458 LLVM Guide <ExtendingLLVM.html>`_.
10460 .. _int_varargs:
10462 Variable Argument Handling Intrinsics
10463 -------------------------------------
10465 Variable argument support is defined in LLVM with the
10466 :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and these three intrinsic
10467 functions. These functions are related to the similarly named macros
10468 defined in the ``<stdarg.h>`` header file.
10470 All of these functions operate on arguments that use a target-specific
10471 value type "``va_list``". The LLVM assembly language reference manual
10472 does not define what this type is, so all transformations should be
10473 prepared to handle these functions regardless of the type used.
10475 This example shows how the :ref:`va_arg <i_va_arg>` instruction and the
10476 variable argument handling intrinsic functions are used.
10478 .. code-block:: llvm
10480     ; This struct is different for every platform. For most platforms,
10481     ; it is merely an i8*.
10482     %struct.va_list = type { i8* }
10484     ; For Unix x86_64 platforms, va_list is the following struct:
10485     ; %struct.va_list = type { i32, i32, i8*, i8* }
10487     define i32 @test(i32 %X, ...) {
10488       ; Initialize variable argument processing
10489       %ap = alloca %struct.va_list
10490       %ap2 = bitcast %struct.va_list* %ap to i8*
10491       call void @llvm.va_start(i8* %ap2)
10493       ; Read a single integer argument
10494       %tmp = va_arg i8* %ap2, i32
10496       ; Demonstrate usage of llvm.va_copy and llvm.va_end
10497       %aq = alloca i8*
10498       %aq2 = bitcast i8** %aq to i8*
10499       call void @llvm.va_copy(i8* %aq2, i8* %ap2)
10500       call void @llvm.va_end(i8* %aq2)
10502       ; Stop processing of arguments.
10503       call void @llvm.va_end(i8* %ap2)
10504       ret i32 %tmp
10505     }
10507     declare void @llvm.va_start(i8*)
10508     declare void @llvm.va_copy(i8*, i8*)
10509     declare void @llvm.va_end(i8*)
10511 .. _int_va_start:
10513 '``llvm.va_start``' Intrinsic
10514 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10516 Syntax:
10517 """""""
10521       declare void @llvm.va_start(i8* <arglist>)
10523 Overview:
10524 """""""""
10526 The '``llvm.va_start``' intrinsic initializes ``*<arglist>`` for
10527 subsequent use by ``va_arg``.
10529 Arguments:
10530 """"""""""
10532 The argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10534 Semantics:
10535 """"""""""
10537 The '``llvm.va_start``' intrinsic works just like the ``va_start`` macro
10538 available in C. In a target-dependent way, it initializes the
10539 ``va_list`` element to which the argument points, so that the next call
10540 to ``va_arg`` will produce the first variable argument passed to the
10541 function. Unlike the C ``va_start`` macro, this intrinsic does not need
10542 to know the last argument of the function as the compiler can figure
10543 that out.
10545 '``llvm.va_end``' Intrinsic
10546 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10548 Syntax:
10549 """""""
10553       declare void @llvm.va_end(i8* <arglist>)
10555 Overview:
10556 """""""""
10558 The '``llvm.va_end``' intrinsic destroys ``*<arglist>``, which has been
10559 initialized previously with ``llvm.va_start`` or ``llvm.va_copy``.
10561 Arguments:
10562 """"""""""
10564 The argument is a pointer to a ``va_list`` to destroy.
10566 Semantics:
10567 """"""""""
10569 The '``llvm.va_end``' intrinsic works just like the ``va_end`` macro
10570 available in C. In a target-dependent way, it destroys the ``va_list``
10571 element to which the argument points. Calls to
10572 :ref:`llvm.va_start <int_va_start>` and
10573 :ref:`llvm.va_copy <int_va_copy>` must be matched exactly with calls to
10574 ``llvm.va_end``.
10576 .. _int_va_copy:
10578 '``llvm.va_copy``' Intrinsic
10579 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10581 Syntax:
10582 """""""
10586       declare void @llvm.va_copy(i8* <destarglist>, i8* <srcarglist>)
10588 Overview:
10589 """""""""
10591 The '``llvm.va_copy``' intrinsic copies the current argument position
10592 from the source argument list to the destination argument list.
10594 Arguments:
10595 """"""""""
10597 The first argument is a pointer to a ``va_list`` element to initialize.
10598 The second argument is a pointer to a ``va_list`` element to copy from.
10600 Semantics:
10601 """"""""""
10603 The '``llvm.va_copy``' intrinsic works just like the ``va_copy`` macro
10604 available in C. In a target-dependent way, it copies the source
10605 ``va_list`` element into the destination ``va_list`` element. This
10606 intrinsic is necessary because the `` llvm.va_start`` intrinsic may be
10607 arbitrarily complex and require, for example, memory allocation.
10609 Accurate Garbage Collection Intrinsics
10610 --------------------------------------
10612 LLVM's support for `Accurate Garbage Collection <GarbageCollection.html>`_
10613 (GC) requires the frontend to generate code containing appropriate intrinsic
10614 calls and select an appropriate GC strategy which knows how to lower these
10615 intrinsics in a manner which is appropriate for the target collector.
10617 These intrinsics allow identification of :ref:`GC roots on the
10618 stack <int_gcroot>`, as well as garbage collector implementations that
10619 require :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers.
10620 Frontends for type-safe garbage collected languages should generate
10621 these intrinsics to make use of the LLVM garbage collectors. For more
10622 details, see `Garbage Collection with LLVM <GarbageCollection.html>`_.
10624 Experimental Statepoint Intrinsics
10625 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10627 LLVM provides an second experimental set of intrinsics for describing garbage
10628 collection safepoints in compiled code. These intrinsics are an alternative
10629 to the ``llvm.gcroot`` intrinsics, but are compatible with the ones for
10630 :ref:`read <int_gcread>` and :ref:`write <int_gcwrite>` barriers. The
10631 differences in approach are covered in the `Garbage Collection with LLVM
10632 <GarbageCollection.html>`_ documentation. The intrinsics themselves are
10633 described in :doc:`Statepoints`.
10635 .. _int_gcroot:
10637 '``llvm.gcroot``' Intrinsic
10638 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10640 Syntax:
10641 """""""
10645       declare void @llvm.gcroot(i8** %ptrloc, i8* %metadata)
10647 Overview:
10648 """""""""
10650 The '``llvm.gcroot``' intrinsic declares the existence of a GC root to
10651 the code generator, and allows some metadata to be associated with it.
10653 Arguments:
10654 """"""""""
10656 The first argument specifies the address of a stack object that contains
10657 the root pointer. The second pointer (which must be either a constant or
10658 a global value address) contains the meta-data to be associated with the
10659 root.
10661 Semantics:
10662 """"""""""
10664 At runtime, a call to this intrinsic stores a null pointer into the
10665 "ptrloc" location. At compile-time, the code generator generates
10666 information to allow the runtime to find the pointer at GC safe points.
10667 The '``llvm.gcroot``' intrinsic may only be used in a function which
10668 :ref:`specifies a GC algorithm <gc>`.
10670 .. _int_gcread:
10672 '``llvm.gcread``' Intrinsic
10673 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10675 Syntax:
10676 """""""
10680       declare i8* @llvm.gcread(i8* %ObjPtr, i8** %Ptr)
10682 Overview:
10683 """""""""
10685 The '``llvm.gcread``' intrinsic identifies reads of references from heap
10686 locations, allowing garbage collector implementations that require read
10687 barriers.
10689 Arguments:
10690 """"""""""
10692 The second argument is the address to read from, which should be an
10693 address allocated from the garbage collector. The first object is a
10694 pointer to the start of the referenced object, if needed by the language
10695 runtime (otherwise null).
10697 Semantics:
10698 """"""""""
10700 The '``llvm.gcread``' intrinsic has the same semantics as a load
10701 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10702 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcread``'
10703 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10704 algorithm <gc>`.
10706 .. _int_gcwrite:
10708 '``llvm.gcwrite``' Intrinsic
10709 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10711 Syntax:
10712 """""""
10716       declare void @llvm.gcwrite(i8* %P1, i8* %Obj, i8** %P2)
10718 Overview:
10719 """""""""
10721 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic identifies writes of references to heap
10722 locations, allowing garbage collector implementations that require write
10723 barriers (such as generational or reference counting collectors).
10725 Arguments:
10726 """"""""""
10728 The first argument is the reference to store, the second is the start of
10729 the object to store it to, and the third is the address of the field of
10730 Obj to store to. If the runtime does not require a pointer to the
10731 object, Obj may be null.
10733 Semantics:
10734 """"""""""
10736 The '``llvm.gcwrite``' intrinsic has the same semantics as a store
10737 instruction, but may be replaced with substantially more complex code by
10738 the garbage collector runtime, as needed. The '``llvm.gcwrite``'
10739 intrinsic may only be used in a function which :ref:`specifies a GC
10740 algorithm <gc>`.
10742 Code Generator Intrinsics
10743 -------------------------
10745 These intrinsics are provided by LLVM to expose special features that
10746 may only be implemented with code generator support.
10748 '``llvm.returnaddress``' Intrinsic
10749 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10751 Syntax:
10752 """""""
10756       declare i8* @llvm.returnaddress(i32 <level>)
10758 Overview:
10759 """""""""
10761 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic attempts to compute a
10762 target-specific value indicating the return address of the current
10763 function or one of its callers.
10765 Arguments:
10766 """"""""""
10768 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10769 address for. Zero indicates the calling function, one indicates its
10770 caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10771 value.
10773 Semantics:
10774 """"""""""
10776 The '``llvm.returnaddress``' intrinsic either returns a pointer
10777 indicating the return address of the specified call frame, or zero if it
10778 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10779 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10780 used for debugging purposes.
10782 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10783 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10784 of the obvious source-language caller.
10786 '``llvm.addressofreturnaddress``' Intrinsic
10787 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10789 Syntax:
10790 """""""
10794       declare i8* @llvm.addressofreturnaddress()
10796 Overview:
10797 """""""""
10799 The '``llvm.addressofreturnaddress``' intrinsic returns a target-specific
10800 pointer to the place in the stack frame where the return address of the
10801 current function is stored.
10803 Semantics:
10804 """"""""""
10806 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10807 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10808 of the obvious source-language caller.
10810 This intrinsic is only implemented for x86 and aarch64.
10812 '``llvm.sponentry``' Intrinsic
10813 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10815 Syntax:
10816 """""""
10820       declare i8* @llvm.sponentry()
10822 Overview:
10823 """""""""
10825 The '``llvm.sponentry``' intrinsic returns the stack pointer value at
10826 the entry of the current function calling this intrinsic.
10828 Semantics:
10829 """"""""""
10831 Note this intrinsic is only verified on AArch64.
10833 '``llvm.frameaddress``' Intrinsic
10834 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10836 Syntax:
10837 """""""
10841       declare i8* @llvm.frameaddress(i32 <level>)
10843 Overview:
10844 """""""""
10846 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic attempts to return the
10847 target-specific frame pointer value for the specified stack frame.
10849 Arguments:
10850 """"""""""
10852 The argument to this intrinsic indicates which function to return the
10853 frame pointer for. Zero indicates the calling function, one indicates
10854 its caller, etc. The argument is **required** to be a constant integer
10855 value.
10857 Semantics:
10858 """"""""""
10860 The '``llvm.frameaddress``' intrinsic either returns a pointer
10861 indicating the frame address of the specified call frame, or zero if it
10862 cannot be identified. The value returned by this intrinsic is likely to
10863 be incorrect or 0 for arguments other than zero, so it should only be
10864 used for debugging purposes.
10866 Note that calling this intrinsic does not prevent function inlining or
10867 other aggressive transformations, so the value returned may not be that
10868 of the obvious source-language caller.
10870 '``llvm.localescape``' and '``llvm.localrecover``' Intrinsics
10871 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10873 Syntax:
10874 """""""
10878       declare void @llvm.localescape(...)
10879       declare i8* @llvm.localrecover(i8* %func, i8* %fp, i32 %idx)
10881 Overview:
10882 """""""""
10884 The '``llvm.localescape``' intrinsic escapes offsets of a collection of static
10885 allocas, and the '``llvm.localrecover``' intrinsic applies those offsets to a
10886 live frame pointer to recover the address of the allocation. The offset is
10887 computed during frame layout of the caller of ``llvm.localescape``.
10889 Arguments:
10890 """"""""""
10892 All arguments to '``llvm.localescape``' must be pointers to static allocas or
10893 casts of static allocas. Each function can only call '``llvm.localescape``'
10894 once, and it can only do so from the entry block.
10896 The ``func`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a constant
10897 bitcasted pointer to a function defined in the current module. The code
10898 generator cannot determine the frame allocation offset of functions defined in
10899 other modules.
10901 The ``fp`` argument to '``llvm.localrecover``' must be a frame pointer of a
10902 call frame that is currently live. The return value of '``llvm.localaddress``'
10903 is one way to produce such a value, but various runtimes also expose a suitable
10904 pointer in platform-specific ways.
10906 The ``idx`` argument to '``llvm.localrecover``' indicates which alloca passed to
10907 '``llvm.localescape``' to recover. It is zero-indexed.
10909 Semantics:
10910 """"""""""
10912 These intrinsics allow a group of functions to share access to a set of local
10913 stack allocations of a one parent function. The parent function may call the
10914 '``llvm.localescape``' intrinsic once from the function entry block, and the
10915 child functions can use '``llvm.localrecover``' to access the escaped allocas.
10916 The '``llvm.localescape``' intrinsic blocks inlining, as inlining changes where
10917 the escaped allocas are allocated, which would break attempts to use
10918 '``llvm.localrecover``'.
10920 .. _int_read_register:
10921 .. _int_write_register:
10923 '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' Intrinsics
10924 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10926 Syntax:
10927 """""""
10931       declare i32 @llvm.read_register.i32(metadata)
10932       declare i64 @llvm.read_register.i64(metadata)
10933       declare void @llvm.write_register.i32(metadata, i32 @value)
10934       declare void @llvm.write_register.i64(metadata, i64 @value)
10935       !0 = !{!"sp\00"}
10937 Overview:
10938 """""""""
10940 The '``llvm.read_register``' and '``llvm.write_register``' intrinsics
10941 provides access to the named register. The register must be valid on
10942 the architecture being compiled to. The type needs to be compatible
10943 with the register being read.
10945 Semantics:
10946 """"""""""
10948 The '``llvm.read_register``' intrinsic returns the current value of the
10949 register, where possible. The '``llvm.write_register``' intrinsic sets
10950 the current value of the register, where possible.
10952 This is useful to implement named register global variables that need
10953 to always be mapped to a specific register, as is common practice on
10954 bare-metal programs including OS kernels.
10956 The compiler doesn't check for register availability or use of the used
10957 register in surrounding code, including inline assembly. Because of that,
10958 allocatable registers are not supported.
10960 Warning: So far it only works with the stack pointer on selected
10961 architectures (ARM, AArch64, PowerPC and x86_64). Significant amount of
10962 work is needed to support other registers and even more so, allocatable
10963 registers.
10965 .. _int_stacksave:
10967 '``llvm.stacksave``' Intrinsic
10968 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
10970 Syntax:
10971 """""""
10975       declare i8* @llvm.stacksave()
10977 Overview:
10978 """""""""
10980 The '``llvm.stacksave``' intrinsic is used to remember the current state
10981 of the function stack, for use with
10982 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. This is useful for
10983 implementing language features like scoped automatic variable sized
10984 arrays in C99.
10986 Semantics:
10987 """"""""""
10989 This intrinsic returns a opaque pointer value that can be passed to
10990 :ref:`llvm.stackrestore <int_stackrestore>`. When an
10991 ``llvm.stackrestore`` intrinsic is executed with a value saved from
10992 ``llvm.stacksave``, it effectively restores the state of the stack to
10993 the state it was in when the ``llvm.stacksave`` intrinsic executed. In
10994 practice, this pops any :ref:`alloca <i_alloca>` blocks from the stack that
10995 were allocated after the ``llvm.stacksave`` was executed.
10997 .. _int_stackrestore:
10999 '``llvm.stackrestore``' Intrinsic
11000 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11002 Syntax:
11003 """""""
11007       declare void @llvm.stackrestore(i8* %ptr)
11009 Overview:
11010 """""""""
11012 The '``llvm.stackrestore``' intrinsic is used to restore the state of
11013 the function stack to the state it was in when the corresponding
11014 :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` intrinsic executed. This is
11015 useful for implementing language features like scoped automatic variable
11016 sized arrays in C99.
11018 Semantics:
11019 """"""""""
11021 See the description for :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>`.
11023 .. _int_get_dynamic_area_offset:
11025 '``llvm.get.dynamic.area.offset``' Intrinsic
11026 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11028 Syntax:
11029 """""""
11033       declare i32 @llvm.get.dynamic.area.offset.i32()
11034       declare i64 @llvm.get.dynamic.area.offset.i64()
11036 Overview:
11037 """""""""
11039       The '``llvm.get.dynamic.area.offset.*``' intrinsic family is used to
11040       get the offset from native stack pointer to the address of the most
11041       recent dynamic alloca on the caller's stack. These intrinsics are
11042       intendend for use in combination with
11043       :ref:`llvm.stacksave <int_stacksave>` to get a
11044       pointer to the most recent dynamic alloca. This is useful, for example,
11045       for AddressSanitizer's stack unpoisoning routines.
11047 Semantics:
11048 """"""""""
11050       These intrinsics return a non-negative integer value that can be used to
11051       get the address of the most recent dynamic alloca, allocated by :ref:`alloca <i_alloca>`
11052       on the caller's stack. In particular, for targets where stack grows downwards,
11053       adding this offset to the native stack pointer would get the address of the most
11054       recent dynamic alloca. For targets where stack grows upwards, the situation is a bit more
11055       complicated, because subtracting this value from stack pointer would get the address
11056       one past the end of the most recent dynamic alloca.
11058       Although for most targets `llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11059       returns just a zero, for others, such as PowerPC and PowerPC64, it returns a
11060       compile-time-known constant value.
11062       The return value type of :ref:`llvm.get.dynamic.area.offset <int_get_dynamic_area_offset>`
11063       must match the target's default address space's (address space 0) pointer type.
11065 '``llvm.prefetch``' Intrinsic
11066 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11068 Syntax:
11069 """""""
11073       declare void @llvm.prefetch(i8* <address>, i32 <rw>, i32 <locality>, i32 <cache type>)
11075 Overview:
11076 """""""""
11078 The '``llvm.prefetch``' intrinsic is a hint to the code generator to
11079 insert a prefetch instruction if supported; otherwise, it is a noop.
11080 Prefetches have no effect on the behavior of the program but can change
11081 its performance characteristics.
11083 Arguments:
11084 """"""""""
11086 ``address`` is the address to be prefetched, ``rw`` is the specifier
11087 determining if the fetch should be for a read (0) or write (1), and
11088 ``locality`` is a temporal locality specifier ranging from (0) - no
11089 locality, to (3) - extremely local keep in cache. The ``cache type``
11090 specifies whether the prefetch is performed on the data (1) or
11091 instruction (0) cache. The ``rw``, ``locality`` and ``cache type``
11092 arguments must be constant integers.
11094 Semantics:
11095 """"""""""
11097 This intrinsic does not modify the behavior of the program. In
11098 particular, prefetches cannot trap and do not produce a value. On
11099 targets that support this intrinsic, the prefetch can provide hints to
11100 the processor cache for better performance.
11102 '``llvm.pcmarker``' Intrinsic
11103 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11105 Syntax:
11106 """""""
11110       declare void @llvm.pcmarker(i32 <id>)
11112 Overview:
11113 """""""""
11115 The '``llvm.pcmarker``' intrinsic is a method to export a Program
11116 Counter (PC) in a region of code to simulators and other tools. The
11117 method is target specific, but it is expected that the marker will use
11118 exported symbols to transmit the PC of the marker. The marker makes no
11119 guarantees that it will remain with any specific instruction after
11120 optimizations. It is possible that the presence of a marker will inhibit
11121 optimizations. The intended use is to be inserted after optimizations to
11122 allow correlations of simulation runs.
11124 Arguments:
11125 """"""""""
11127 ``id`` is a numerical id identifying the marker.
11129 Semantics:
11130 """"""""""
11132 This intrinsic does not modify the behavior of the program. Backends
11133 that do not support this intrinsic may ignore it.
11135 '``llvm.readcyclecounter``' Intrinsic
11136 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11138 Syntax:
11139 """""""
11143       declare i64 @llvm.readcyclecounter()
11145 Overview:
11146 """""""""
11148 The '``llvm.readcyclecounter``' intrinsic provides access to the cycle
11149 counter register (or similar low latency, high accuracy clocks) on those
11150 targets that support it. On X86, it should map to RDTSC. On Alpha, it
11151 should map to RPCC. As the backing counters overflow quickly (on the
11152 order of 9 seconds on alpha), this should only be used for small
11153 timings.
11155 Semantics:
11156 """"""""""
11158 When directly supported, reading the cycle counter should not modify any
11159 memory. Implementations are allowed to either return a application
11160 specific value or a system wide value. On backends without support, this
11161 is lowered to a constant 0.
11163 Note that runtime support may be conditional on the privilege-level code is
11164 running at and the host platform.
11166 '``llvm.clear_cache``' Intrinsic
11167 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11169 Syntax:
11170 """""""
11174       declare void @llvm.clear_cache(i8*, i8*)
11176 Overview:
11177 """""""""
11179 The '``llvm.clear_cache``' intrinsic ensures visibility of modifications
11180 in the specified range to the execution unit of the processor. On
11181 targets with non-unified instruction and data cache, the implementation
11182 flushes the instruction cache.
11184 Semantics:
11185 """"""""""
11187 On platforms with coherent instruction and data caches (e.g. x86), this
11188 intrinsic is a nop. On platforms with non-coherent instruction and data
11189 cache (e.g. ARM, MIPS), the intrinsic is lowered either to appropriate
11190 instructions or a system call, if cache flushing requires special
11191 privileges.
11193 The default behavior is to emit a call to ``__clear_cache`` from the run
11194 time library.
11196 This instrinsic does *not* empty the instruction pipeline. Modifications
11197 of the current function are outside the scope of the intrinsic.
11199 '``llvm.instrprof.increment``' Intrinsic
11200 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11202 Syntax:
11203 """""""
11207       declare void @llvm.instrprof.increment(i8* <name>, i64 <hash>,
11208                                              i32 <num-counters>, i32 <index>)
11210 Overview:
11211 """""""""
11213 The '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic can be emitted by a
11214 frontend for use with instrumentation based profiling. These will be
11215 lowered by the ``-instrprof`` pass to generate execution counts of a
11216 program at runtime.
11218 Arguments:
11219 """"""""""
11221 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11222 name of the entity being instrumented. This should generally be the
11223 (mangled) function name for a set of counters.
11225 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11226 of the profile data to detect changes to the instrumented source, and
11227 the third is the number of counters associated with ``name``. It is an
11228 error if ``hash`` or ``num-counters`` differ between two instances of
11229 ``instrprof.increment`` that refer to the same name.
11231 The last argument refers to which of the counters for ``name`` should
11232 be incremented. It should be a value between 0 and ``num-counters``.
11234 Semantics:
11235 """"""""""
11237 This intrinsic represents an increment of a profiling counter. It will
11238 cause the ``-instrprof`` pass to generate the appropriate data
11239 structures and the code to increment the appropriate value, in a
11240 format that can be written out by a compiler runtime and consumed via
11241 the ``llvm-profdata`` tool.
11243 '``llvm.instrprof.increment.step``' Intrinsic
11244 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11246 Syntax:
11247 """""""
11251       declare void @llvm.instrprof.increment.step(i8* <name>, i64 <hash>,
11252                                                   i32 <num-counters>,
11253                                                   i32 <index>, i64 <step>)
11255 Overview:
11256 """""""""
11258 The '``llvm.instrprof.increment.step``' intrinsic is an extension to
11259 the '``llvm.instrprof.increment``' intrinsic with an additional fifth
11260 argument to specify the step of the increment.
11262 Arguments:
11263 """"""""""
11264 The first four arguments are the same as '``llvm.instrprof.increment``'
11265 intrinsic.
11267 The last argument specifies the value of the increment of the counter variable.
11269 Semantics:
11270 """"""""""
11271 See description of '``llvm.instrprof.increment``' instrinsic.
11274 '``llvm.instrprof.value.profile``' Intrinsic
11275 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11277 Syntax:
11278 """""""
11282       declare void @llvm.instrprof.value.profile(i8* <name>, i64 <hash>,
11283                                                  i64 <value>, i32 <value_kind>,
11284                                                  i32 <index>)
11286 Overview:
11287 """""""""
11289 The '``llvm.instrprof.value.profile``' intrinsic can be emitted by a
11290 frontend for use with instrumentation based profiling. This will be
11291 lowered by the ``-instrprof`` pass to find out the target values,
11292 instrumented expressions take in a program at runtime.
11294 Arguments:
11295 """"""""""
11297 The first argument is a pointer to a global variable containing the
11298 name of the entity being instrumented. ``name`` should generally be the
11299 (mangled) function name for a set of counters.
11301 The second argument is a hash value that can be used by the consumer
11302 of the profile data to detect changes to the instrumented source. It
11303 is an error if ``hash`` differs between two instances of
11304 ``llvm.instrprof.*`` that refer to the same name.
11306 The third argument is the value of the expression being profiled. The profiled
11307 expression's value should be representable as an unsigned 64-bit value. The
11308 fourth argument represents the kind of value profiling that is being done. The
11309 supported value profiling kinds are enumerated through the
11310 ``InstrProfValueKind`` type declared in the
11311 ``<include/llvm/ProfileData/InstrProf.h>`` header file. The last argument is the
11312 index of the instrumented expression within ``name``. It should be >= 0.
11314 Semantics:
11315 """"""""""
11317 This intrinsic represents the point where a call to a runtime routine
11318 should be inserted for value profiling of target expressions. ``-instrprof``
11319 pass will generate the appropriate data structures and replace the
11320 ``llvm.instrprof.value.profile`` intrinsic with the call to the profile
11321 runtime library with proper arguments.
11323 '``llvm.thread.pointer``' Intrinsic
11324 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11326 Syntax:
11327 """""""
11331       declare i8* @llvm.thread.pointer()
11333 Overview:
11334 """""""""
11336 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns the value of the thread
11337 pointer.
11339 Semantics:
11340 """"""""""
11342 The '``llvm.thread.pointer``' intrinsic returns a pointer to the TLS area
11343 for the current thread.  The exact semantics of this value are target
11344 specific: it may point to the start of TLS area, to the end, or somewhere
11345 in the middle.  Depending on the target, this intrinsic may read a register,
11346 call a helper function, read from an alternate memory space, or perform
11347 other operations necessary to locate the TLS area.  Not all targets support
11348 this intrinsic.
11350 Standard C Library Intrinsics
11351 -----------------------------
11353 LLVM provides intrinsics for a few important standard C library
11354 functions. These intrinsics allow source-language front-ends to pass
11355 information about the alignment of the pointer arguments to the code
11356 generator, providing opportunity for more efficient code generation.
11358 .. _int_memcpy:
11360 '``llvm.memcpy``' Intrinsic
11361 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11363 Syntax:
11364 """""""
11366 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy`` on any
11367 integer bit width and for different address spaces. Not all targets
11368 support all bit widths however.
11372       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11373                                               i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11374       declare void @llvm.memcpy.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11375                                               i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11377 Overview:
11378 """""""""
11380 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11381 source location to the destination location.
11383 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memcpy.*``
11384 intrinsics do not return a value, takes extra isvolatile
11385 arguments and the pointers can be in specified address spaces.
11387 Arguments:
11388 """"""""""
11390 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11391 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11392 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11393 boolean indicating a volatile access.
11395 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11396 for the first and second arguments.
11398 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memcpy`` call is
11399 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11400 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11402 Semantics:
11403 """"""""""
11405 The '``llvm.memcpy.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11406 source location to the destination location, which are not allowed to
11407 overlap. It copies "len" bytes of memory over. If the argument is known
11408 to be aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11409 the argument.
11411 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11412 be appropriately aligned.
11414 .. _int_memmove:
11416 '``llvm.memmove``' Intrinsic
11417 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11419 Syntax:
11420 """""""
11422 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memmove on any integer
11423 bit width and for different address space. Not all targets support all
11424 bit widths however.
11428       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>, i8* <src>,
11429                                                i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11430       declare void @llvm.memmove.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>, i8* <src>,
11431                                                i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11433 Overview:
11434 """""""""
11436 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics move a block of memory from the
11437 source location to the destination location. It is similar to the
11438 '``llvm.memcpy``' intrinsic but allows the two memory locations to
11439 overlap.
11441 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memmove.*``
11442 intrinsics do not return a value, takes an extra isvolatile
11443 argument and the pointers can be in specified address spaces.
11445 Arguments:
11446 """"""""""
11448 The first argument is a pointer to the destination, the second is a
11449 pointer to the source. The third argument is an integer argument
11450 specifying the number of bytes to copy, and the fourth is a
11451 boolean indicating a volatile access.
11453 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11454 for the first and second arguments.
11456 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memmove`` call
11457 is a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is
11458 not very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11460 Semantics:
11461 """"""""""
11463 The '``llvm.memmove.*``' intrinsics copy a block of memory from the
11464 source location to the destination location, which may overlap. It
11465 copies "len" bytes of memory over. If the argument is known to be
11466 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11467 the argument.
11469 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11470 be appropriately aligned.
11472 .. _int_memset:
11474 '``llvm.memset.*``' Intrinsics
11475 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11477 Syntax:
11478 """""""
11480 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.memset on any integer
11481 bit width and for different address spaces. However, not all targets
11482 support all bit widths.
11486       declare void @llvm.memset.p0i8.i32(i8* <dest>, i8 <val>,
11487                                          i32 <len>, i1 <isvolatile>)
11488       declare void @llvm.memset.p0i8.i64(i8* <dest>, i8 <val>,
11489                                          i64 <len>, i1 <isvolatile>)
11491 Overview:
11492 """""""""
11494 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill a block of memory with a
11495 particular byte value.
11497 Note that, unlike the standard libc function, the ``llvm.memset``
11498 intrinsic does not return a value and takes an extra volatile
11499 argument. Also, the destination can be in an arbitrary address space.
11501 Arguments:
11502 """"""""""
11504 The first argument is a pointer to the destination to fill, the second
11505 is the byte value with which to fill it, the third argument is an
11506 integer argument specifying the number of bytes to fill, and the fourth
11507 is a boolean indicating a volatile access.
11509 The :ref:`align <attr_align>` parameter attribute can be provided
11510 for the first arguments.
11512 If the ``isvolatile`` parameter is ``true``, the ``llvm.memset`` call is
11513 a :ref:`volatile operation <volatile>`. The detailed access behavior is not
11514 very cleanly specified and it is unwise to depend on it.
11516 Semantics:
11517 """"""""""
11519 The '``llvm.memset.*``' intrinsics fill "len" bytes of memory starting
11520 at the destination location. If the argument is known to be
11521 aligned to some boundary, this can be specified as an attribute on
11522 the argument.
11524 If "len" is 0, the pointers may be NULL or dangling. However, they must still
11525 be appropriately aligned.
11527 '``llvm.sqrt.*``' Intrinsic
11528 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11530 Syntax:
11531 """""""
11533 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sqrt`` on any
11534 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11535 all types however.
11539       declare float     @llvm.sqrt.f32(float %Val)
11540       declare double    @llvm.sqrt.f64(double %Val)
11541       declare x86_fp80  @llvm.sqrt.f80(x86_fp80 %Val)
11542       declare fp128     @llvm.sqrt.f128(fp128 %Val)
11543       declare ppc_fp128 @llvm.sqrt.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11545 Overview:
11546 """""""""
11548 The '``llvm.sqrt``' intrinsics return the square root of the specified value.
11550 Arguments:
11551 """"""""""
11553 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11555 Semantics:
11556 """"""""""
11558 Return the same value as a corresponding libm '``sqrt``' function but without
11559 trapping or setting ``errno``. For types specified by IEEE-754, the result
11560 matches a conforming libm implementation.
11562 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11563 using a less accurate calculation.
11565 '``llvm.powi.*``' Intrinsic
11566 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11568 Syntax:
11569 """""""
11571 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.powi`` on any
11572 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11573 all types however.
11577       declare float     @llvm.powi.f32(float  %Val, i32 %power)
11578       declare double    @llvm.powi.f64(double %Val, i32 %power)
11579       declare x86_fp80  @llvm.powi.f80(x86_fp80  %Val, i32 %power)
11580       declare fp128     @llvm.powi.f128(fp128 %Val, i32 %power)
11581       declare ppc_fp128 @llvm.powi.ppcf128(ppc_fp128  %Val, i32 %power)
11583 Overview:
11584 """""""""
11586 The '``llvm.powi.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11587 specified (positive or negative) power. The order of evaluation of
11588 multiplications is not defined. When a vector of floating-point type is
11589 used, the second argument remains a scalar integer value.
11591 Arguments:
11592 """"""""""
11594 The second argument is an integer power, and the first is a value to
11595 raise to that power.
11597 Semantics:
11598 """"""""""
11600 This function returns the first value raised to the second power with an
11601 unspecified sequence of rounding operations.
11603 '``llvm.sin.*``' Intrinsic
11604 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11606 Syntax:
11607 """""""
11609 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sin`` on any
11610 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11611 all types however.
11615       declare float     @llvm.sin.f32(float  %Val)
11616       declare double    @llvm.sin.f64(double %Val)
11617       declare x86_fp80  @llvm.sin.f80(x86_fp80  %Val)
11618       declare fp128     @llvm.sin.f128(fp128 %Val)
11619       declare ppc_fp128 @llvm.sin.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11621 Overview:
11622 """""""""
11624 The '``llvm.sin.*``' intrinsics return the sine of the operand.
11626 Arguments:
11627 """"""""""
11629 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11631 Semantics:
11632 """"""""""
11634 Return the same value as a corresponding libm '``sin``' function but without
11635 trapping or setting ``errno``.
11637 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11638 using a less accurate calculation.
11640 '``llvm.cos.*``' Intrinsic
11641 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11643 Syntax:
11644 """""""
11646 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cos`` on any
11647 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11648 all types however.
11652       declare float     @llvm.cos.f32(float  %Val)
11653       declare double    @llvm.cos.f64(double %Val)
11654       declare x86_fp80  @llvm.cos.f80(x86_fp80  %Val)
11655       declare fp128     @llvm.cos.f128(fp128 %Val)
11656       declare ppc_fp128 @llvm.cos.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11658 Overview:
11659 """""""""
11661 The '``llvm.cos.*``' intrinsics return the cosine of the operand.
11663 Arguments:
11664 """"""""""
11666 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11668 Semantics:
11669 """"""""""
11671 Return the same value as a corresponding libm '``cos``' function but without
11672 trapping or setting ``errno``.
11674 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11675 using a less accurate calculation.
11677 '``llvm.pow.*``' Intrinsic
11678 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11680 Syntax:
11681 """""""
11683 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.pow`` on any
11684 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11685 all types however.
11689       declare float     @llvm.pow.f32(float  %Val, float %Power)
11690       declare double    @llvm.pow.f64(double %Val, double %Power)
11691       declare x86_fp80  @llvm.pow.f80(x86_fp80  %Val, x86_fp80 %Power)
11692       declare fp128     @llvm.pow.f128(fp128 %Val, fp128 %Power)
11693       declare ppc_fp128 @llvm.pow.ppcf128(ppc_fp128  %Val, ppc_fp128 Power)
11695 Overview:
11696 """""""""
11698 The '``llvm.pow.*``' intrinsics return the first operand raised to the
11699 specified (positive or negative) power.
11701 Arguments:
11702 """"""""""
11704 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11706 Semantics:
11707 """"""""""
11709 Return the same value as a corresponding libm '``pow``' function but without
11710 trapping or setting ``errno``.
11712 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11713 using a less accurate calculation.
11715 '``llvm.exp.*``' Intrinsic
11716 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11718 Syntax:
11719 """""""
11721 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp`` on any
11722 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11723 all types however.
11727       declare float     @llvm.exp.f32(float  %Val)
11728       declare double    @llvm.exp.f64(double %Val)
11729       declare x86_fp80  @llvm.exp.f80(x86_fp80  %Val)
11730       declare fp128     @llvm.exp.f128(fp128 %Val)
11731       declare ppc_fp128 @llvm.exp.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11733 Overview:
11734 """""""""
11736 The '``llvm.exp.*``' intrinsics compute the base-e exponential of the specified
11737 value.
11739 Arguments:
11740 """"""""""
11742 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11744 Semantics:
11745 """"""""""
11747 Return the same value as a corresponding libm '``exp``' function but without
11748 trapping or setting ``errno``.
11750 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11751 using a less accurate calculation.
11753 '``llvm.exp2.*``' Intrinsic
11754 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11756 Syntax:
11757 """""""
11759 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.exp2`` on any
11760 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11761 all types however.
11765       declare float     @llvm.exp2.f32(float  %Val)
11766       declare double    @llvm.exp2.f64(double %Val)
11767       declare x86_fp80  @llvm.exp2.f80(x86_fp80  %Val)
11768       declare fp128     @llvm.exp2.f128(fp128 %Val)
11769       declare ppc_fp128 @llvm.exp2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11771 Overview:
11772 """""""""
11774 The '``llvm.exp2.*``' intrinsics compute the base-2 exponential of the
11775 specified value.
11777 Arguments:
11778 """"""""""
11780 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11782 Semantics:
11783 """"""""""
11785 Return the same value as a corresponding libm '``exp2``' function but without
11786 trapping or setting ``errno``.
11788 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11789 using a less accurate calculation.
11791 '``llvm.log.*``' Intrinsic
11792 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11794 Syntax:
11795 """""""
11797 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log`` on any
11798 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11799 all types however.
11803       declare float     @llvm.log.f32(float  %Val)
11804       declare double    @llvm.log.f64(double %Val)
11805       declare x86_fp80  @llvm.log.f80(x86_fp80  %Val)
11806       declare fp128     @llvm.log.f128(fp128 %Val)
11807       declare ppc_fp128 @llvm.log.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11809 Overview:
11810 """""""""
11812 The '``llvm.log.*``' intrinsics compute the base-e logarithm of the specified
11813 value.
11815 Arguments:
11816 """"""""""
11818 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11820 Semantics:
11821 """"""""""
11823 Return the same value as a corresponding libm '``log``' function but without
11824 trapping or setting ``errno``.
11826 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11827 using a less accurate calculation.
11829 '``llvm.log10.*``' Intrinsic
11830 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11832 Syntax:
11833 """""""
11835 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log10`` on any
11836 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11837 all types however.
11841       declare float     @llvm.log10.f32(float  %Val)
11842       declare double    @llvm.log10.f64(double %Val)
11843       declare x86_fp80  @llvm.log10.f80(x86_fp80  %Val)
11844       declare fp128     @llvm.log10.f128(fp128 %Val)
11845       declare ppc_fp128 @llvm.log10.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11847 Overview:
11848 """""""""
11850 The '``llvm.log10.*``' intrinsics compute the base-10 logarithm of the
11851 specified value.
11853 Arguments:
11854 """"""""""
11856 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11858 Semantics:
11859 """"""""""
11861 Return the same value as a corresponding libm '``log10``' function but without
11862 trapping or setting ``errno``.
11864 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11865 using a less accurate calculation.
11867 '``llvm.log2.*``' Intrinsic
11868 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11870 Syntax:
11871 """""""
11873 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.log2`` on any
11874 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11875 all types however.
11879       declare float     @llvm.log2.f32(float  %Val)
11880       declare double    @llvm.log2.f64(double %Val)
11881       declare x86_fp80  @llvm.log2.f80(x86_fp80  %Val)
11882       declare fp128     @llvm.log2.f128(fp128 %Val)
11883       declare ppc_fp128 @llvm.log2.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
11885 Overview:
11886 """""""""
11888 The '``llvm.log2.*``' intrinsics compute the base-2 logarithm of the specified
11889 value.
11891 Arguments:
11892 """"""""""
11894 The argument and return value are floating-point numbers of the same type.
11896 Semantics:
11897 """"""""""
11899 Return the same value as a corresponding libm '``log2``' function but without
11900 trapping or setting ``errno``.
11902 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11903 using a less accurate calculation.
11905 '``llvm.fma.*``' Intrinsic
11906 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11908 Syntax:
11909 """""""
11911 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fma`` on any
11912 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11913 all types however.
11917       declare float     @llvm.fma.f32(float  %a, float  %b, float  %c)
11918       declare double    @llvm.fma.f64(double %a, double %b, double %c)
11919       declare x86_fp80  @llvm.fma.f80(x86_fp80 %a, x86_fp80 %b, x86_fp80 %c)
11920       declare fp128     @llvm.fma.f128(fp128 %a, fp128 %b, fp128 %c)
11921       declare ppc_fp128 @llvm.fma.ppcf128(ppc_fp128 %a, ppc_fp128 %b, ppc_fp128 %c)
11923 Overview:
11924 """""""""
11926 The '``llvm.fma.*``' intrinsics perform the fused multiply-add operation.
11928 Arguments:
11929 """"""""""
11931 The arguments and return value are floating-point numbers of the same type.
11933 Semantics:
11934 """"""""""
11936 Return the same value as a corresponding libm '``fma``' function but without
11937 trapping or setting ``errno``.
11939 When specified with the fast-math-flag 'afn', the result may be approximated
11940 using a less accurate calculation.
11942 '``llvm.fabs.*``' Intrinsic
11943 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11945 Syntax:
11946 """""""
11948 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fabs`` on any
11949 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11950 all types however.
11954       declare float     @llvm.fabs.f32(float  %Val)
11955       declare double    @llvm.fabs.f64(double %Val)
11956       declare x86_fp80  @llvm.fabs.f80(x86_fp80 %Val)
11957       declare fp128     @llvm.fabs.f128(fp128 %Val)
11958       declare ppc_fp128 @llvm.fabs.ppcf128(ppc_fp128 %Val)
11960 Overview:
11961 """""""""
11963 The '``llvm.fabs.*``' intrinsics return the absolute value of the
11964 operand.
11966 Arguments:
11967 """"""""""
11969 The argument and return value are floating-point numbers of the same
11970 type.
11972 Semantics:
11973 """"""""""
11975 This function returns the same values as the libm ``fabs`` functions
11976 would, and handles error conditions in the same way.
11978 '``llvm.minnum.*``' Intrinsic
11979 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
11981 Syntax:
11982 """""""
11984 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minnum`` on any
11985 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
11986 all types however.
11990       declare float     @llvm.minnum.f32(float %Val0, float %Val1)
11991       declare double    @llvm.minnum.f64(double %Val0, double %Val1)
11992       declare x86_fp80  @llvm.minnum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
11993       declare fp128     @llvm.minnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
11994       declare ppc_fp128 @llvm.minnum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
11996 Overview:
11997 """""""""
11999 The '``llvm.minnum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12000 arguments.
12003 Arguments:
12004 """"""""""
12006 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12007 type.
12009 Semantics:
12010 """"""""""
12012 Follows the IEEE-754 semantics for minNum, except for handling of
12013 signaling NaNs. This match's the behavior of libm's fmin.
12015 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12016 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12017 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12018 equal to both operands. This means that fmin(+/-0.0, +/-0.0) could
12019 return either -0.0 or 0.0.
12021 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12022 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12023 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12024 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12025 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12026 ``llvm.canonicalize``).
12029 '``llvm.maxnum.*``' Intrinsic
12030 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12032 Syntax:
12033 """""""
12035 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maxnum`` on any
12036 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12037 all types however.
12041       declare float     @llvm.maxnum.f32(float  %Val0, float  %Val1l)
12042       declare double    @llvm.maxnum.f64(double %Val0, double %Val1)
12043       declare x86_fp80  @llvm.maxnum.f80(x86_fp80  %Val0, x86_fp80  %Val1)
12044       declare fp128     @llvm.maxnum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12045       declare ppc_fp128 @llvm.maxnum.ppcf128(ppc_fp128  %Val0, ppc_fp128  %Val1)
12047 Overview:
12048 """""""""
12050 The '``llvm.maxnum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12051 arguments.
12054 Arguments:
12055 """"""""""
12057 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12058 type.
12060 Semantics:
12061 """"""""""
12062 Follows the IEEE-754 semantics for maxNum except for the handling of
12063 signaling NaNs. This matches the behavior of libm's fmax.
12065 If either operand is a NaN, returns the other non-NaN operand. Returns
12066 NaN only if both operands are NaN. The returned NaN is always
12067 quiet. If the operands compare equal, returns a value that compares
12068 equal to both operands. This means that fmax(+/-0.0, +/-0.0) could
12069 return either -0.0 or 0.0.
12071 Unlike the IEEE-754 2008 behavior, this does not distinguish between
12072 signaling and quiet NaN inputs. If a target's implementation follows
12073 the standard and returns a quiet NaN if either input is a signaling
12074 NaN, the intrinsic lowering is responsible for quieting the inputs to
12075 correctly return the non-NaN input (e.g. by using the equivalent of
12076 ``llvm.canonicalize``).
12078 '``llvm.minimum.*``' Intrinsic
12079 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12081 Syntax:
12082 """""""
12084 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.minimum`` on any
12085 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12086 all types however.
12090       declare float     @llvm.minimum.f32(float %Val0, float %Val1)
12091       declare double    @llvm.minimum.f64(double %Val0, double %Val1)
12092       declare x86_fp80  @llvm.minimum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12093       declare fp128     @llvm.minimum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12094       declare ppc_fp128 @llvm.minimum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12096 Overview:
12097 """""""""
12099 The '``llvm.minimum.*``' intrinsics return the minimum of the two
12100 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12103 Arguments:
12104 """"""""""
12106 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12107 type.
12109 Semantics:
12110 """"""""""
12111 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the lesser
12112 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12113 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12114 IEEE 754-2018.
12116 '``llvm.maximum.*``' Intrinsic
12117 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12119 Syntax:
12120 """""""
12122 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.maximum`` on any
12123 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12124 all types however.
12128       declare float     @llvm.maximum.f32(float %Val0, float %Val1)
12129       declare double    @llvm.maximum.f64(double %Val0, double %Val1)
12130       declare x86_fp80  @llvm.maximum.f80(x86_fp80 %Val0, x86_fp80 %Val1)
12131       declare fp128     @llvm.maximum.f128(fp128 %Val0, fp128 %Val1)
12132       declare ppc_fp128 @llvm.maximum.ppcf128(ppc_fp128 %Val0, ppc_fp128 %Val1)
12134 Overview:
12135 """""""""
12137 The '``llvm.maximum.*``' intrinsics return the maximum of the two
12138 arguments, propagating NaNs and treating -0.0 as less than +0.0.
12141 Arguments:
12142 """"""""""
12144 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12145 type.
12147 Semantics:
12148 """"""""""
12149 If either operand is a NaN, returns NaN. Otherwise returns the greater
12150 of the two arguments. -0.0 is considered to be less than +0.0 for this
12151 intrinsic. Note that these are the semantics specified in the draft of
12152 IEEE 754-2018.
12154 '``llvm.copysign.*``' Intrinsic
12155 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12157 Syntax:
12158 """""""
12160 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.copysign`` on any
12161 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12162 all types however.
12166       declare float     @llvm.copysign.f32(float  %Mag, float  %Sgn)
12167       declare double    @llvm.copysign.f64(double %Mag, double %Sgn)
12168       declare x86_fp80  @llvm.copysign.f80(x86_fp80  %Mag, x86_fp80  %Sgn)
12169       declare fp128     @llvm.copysign.f128(fp128 %Mag, fp128 %Sgn)
12170       declare ppc_fp128 @llvm.copysign.ppcf128(ppc_fp128  %Mag, ppc_fp128  %Sgn)
12172 Overview:
12173 """""""""
12175 The '``llvm.copysign.*``' intrinsics return a value with the magnitude of the
12176 first operand and the sign of the second operand.
12178 Arguments:
12179 """"""""""
12181 The arguments and return value are floating-point numbers of the same
12182 type.
12184 Semantics:
12185 """"""""""
12187 This function returns the same values as the libm ``copysign``
12188 functions would, and handles error conditions in the same way.
12190 '``llvm.floor.*``' Intrinsic
12191 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12193 Syntax:
12194 """""""
12196 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.floor`` on any
12197 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12198 all types however.
12202       declare float     @llvm.floor.f32(float  %Val)
12203       declare double    @llvm.floor.f64(double %Val)
12204       declare x86_fp80  @llvm.floor.f80(x86_fp80  %Val)
12205       declare fp128     @llvm.floor.f128(fp128 %Val)
12206       declare ppc_fp128 @llvm.floor.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12208 Overview:
12209 """""""""
12211 The '``llvm.floor.*``' intrinsics return the floor of the operand.
12213 Arguments:
12214 """"""""""
12216 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12217 type.
12219 Semantics:
12220 """"""""""
12222 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
12223 would, and handles error conditions in the same way.
12225 '``llvm.ceil.*``' Intrinsic
12226 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12228 Syntax:
12229 """""""
12231 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ceil`` on any
12232 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12233 all types however.
12237       declare float     @llvm.ceil.f32(float  %Val)
12238       declare double    @llvm.ceil.f64(double %Val)
12239       declare x86_fp80  @llvm.ceil.f80(x86_fp80  %Val)
12240       declare fp128     @llvm.ceil.f128(fp128 %Val)
12241       declare ppc_fp128 @llvm.ceil.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12243 Overview:
12244 """""""""
12246 The '``llvm.ceil.*``' intrinsics return the ceiling of the operand.
12248 Arguments:
12249 """"""""""
12251 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12252 type.
12254 Semantics:
12255 """"""""""
12257 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
12258 would, and handles error conditions in the same way.
12260 '``llvm.trunc.*``' Intrinsic
12261 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12263 Syntax:
12264 """""""
12266 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.trunc`` on any
12267 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12268 all types however.
12272       declare float     @llvm.trunc.f32(float  %Val)
12273       declare double    @llvm.trunc.f64(double %Val)
12274       declare x86_fp80  @llvm.trunc.f80(x86_fp80  %Val)
12275       declare fp128     @llvm.trunc.f128(fp128 %Val)
12276       declare ppc_fp128 @llvm.trunc.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12278 Overview:
12279 """""""""
12281 The '``llvm.trunc.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12282 nearest integer not larger in magnitude than the operand.
12284 Arguments:
12285 """"""""""
12287 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12288 type.
12290 Semantics:
12291 """"""""""
12293 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
12294 would, and handles error conditions in the same way.
12296 '``llvm.rint.*``' Intrinsic
12297 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12299 Syntax:
12300 """""""
12302 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.rint`` on any
12303 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12304 all types however.
12308       declare float     @llvm.rint.f32(float  %Val)
12309       declare double    @llvm.rint.f64(double %Val)
12310       declare x86_fp80  @llvm.rint.f80(x86_fp80  %Val)
12311       declare fp128     @llvm.rint.f128(fp128 %Val)
12312       declare ppc_fp128 @llvm.rint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12314 Overview:
12315 """""""""
12317 The '``llvm.rint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12318 nearest integer. It may raise an inexact floating-point exception if the
12319 operand isn't an integer.
12321 Arguments:
12322 """"""""""
12324 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12325 type.
12327 Semantics:
12328 """"""""""
12330 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
12331 would, and handles error conditions in the same way.
12333 '``llvm.nearbyint.*``' Intrinsic
12334 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12336 Syntax:
12337 """""""
12339 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.nearbyint`` on any
12340 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12341 all types however.
12345       declare float     @llvm.nearbyint.f32(float  %Val)
12346       declare double    @llvm.nearbyint.f64(double %Val)
12347       declare x86_fp80  @llvm.nearbyint.f80(x86_fp80  %Val)
12348       declare fp128     @llvm.nearbyint.f128(fp128 %Val)
12349       declare ppc_fp128 @llvm.nearbyint.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12351 Overview:
12352 """""""""
12354 The '``llvm.nearbyint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12355 nearest integer.
12357 Arguments:
12358 """"""""""
12360 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12361 type.
12363 Semantics:
12364 """"""""""
12366 This function returns the same values as the libm ``nearbyint``
12367 functions would, and handles error conditions in the same way.
12369 '``llvm.round.*``' Intrinsic
12370 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12372 Syntax:
12373 """""""
12375 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.round`` on any
12376 floating-point or vector of floating-point type. Not all targets support
12377 all types however.
12381       declare float     @llvm.round.f32(float  %Val)
12382       declare double    @llvm.round.f64(double %Val)
12383       declare x86_fp80  @llvm.round.f80(x86_fp80  %Val)
12384       declare fp128     @llvm.round.f128(fp128 %Val)
12385       declare ppc_fp128 @llvm.round.ppcf128(ppc_fp128  %Val)
12387 Overview:
12388 """""""""
12390 The '``llvm.round.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12391 nearest integer.
12393 Arguments:
12394 """"""""""
12396 The argument and return value are floating-point numbers of the same
12397 type.
12399 Semantics:
12400 """"""""""
12402 This function returns the same values as the libm ``round``
12403 functions would, and handles error conditions in the same way.
12405 '``llvm.lround.*``' Intrinsic
12406 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12408 Syntax:
12409 """""""
12411 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lround`` on any
12412 floating-point type. Not all targets support all types however.
12416       declare i32 @llvm.lround.i32.f32(float %Val)
12417       declare i32 @llvm.lround.i32.f64(double %Val)
12418       declare i32 @llvm.lround.i32.f80(float %Val)
12419       declare i32 @llvm.lround.i32.f128(double %Val)
12420       declare i32 @llvm.lround.i32.ppcf128(double %Val)
12422       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12423       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12424       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12425       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12426       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12428 Overview:
12429 """""""""
12431 The '``llvm.lround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12432 nearest integer.
12434 Arguments:
12435 """"""""""
12437 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12439 Semantics:
12440 """"""""""
12442 This function returns the same values as the libm ``lround``
12443 functions would, but without setting errno.
12445 '``llvm.llround.*``' Intrinsic
12446 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12448 Syntax:
12449 """""""
12451 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llround`` on any
12452 floating-point type. Not all targets support all types however.
12456       declare i64 @llvm.lround.i64.f32(float %Val)
12457       declare i64 @llvm.lround.i64.f64(double %Val)
12458       declare i64 @llvm.lround.i64.f80(float %Val)
12459       declare i64 @llvm.lround.i64.f128(double %Val)
12460       declare i64 @llvm.lround.i64.ppcf128(double %Val)
12462 Overview:
12463 """""""""
12465 The '``llvm.llround.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12466 nearest integer.
12468 Arguments:
12469 """"""""""
12471 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12473 Semantics:
12474 """"""""""
12476 This function returns the same values as the libm ``llround``
12477 functions would, but without setting errno.
12479 '``llvm.lrint.*``' Intrinsic
12480 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12482 Syntax:
12483 """""""
12485 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.lrint`` on any
12486 floating-point type. Not all targets support all types however.
12490       declare i32 @llvm.lrint.i32.f32(float %Val)
12491       declare i32 @llvm.lrint.i32.f64(double %Val)
12492       declare i32 @llvm.lrint.i32.f80(float %Val)
12493       declare i32 @llvm.lrint.i32.f128(double %Val)
12494       declare i32 @llvm.lrint.i32.ppcf128(double %Val)
12496       declare i64 @llvm.lrint.i64.f32(float %Val)
12497       declare i64 @llvm.lrint.i64.f64(double %Val)
12498       declare i64 @llvm.lrint.i64.f80(float %Val)
12499       declare i64 @llvm.lrint.i64.f128(double %Val)
12500       declare i64 @llvm.lrint.i64.ppcf128(double %Val)
12502 Overview:
12503 """""""""
12505 The '``llvm.lrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12506 nearest integer.
12508 Arguments:
12509 """"""""""
12511 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12513 Semantics:
12514 """"""""""
12516 This function returns the same values as the libm ``lrint``
12517 functions would, but without setting errno.
12519 '``llvm.llrint.*``' Intrinsic
12520 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12522 Syntax:
12523 """""""
12525 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.llrint`` on any
12526 floating-point type. Not all targets support all types however.
12530       declare i64 @llvm.llrint.i64.f32(float %Val)
12531       declare i64 @llvm.llrint.i64.f64(double %Val)
12532       declare i64 @llvm.llrint.i64.f80(float %Val)
12533       declare i64 @llvm.llrint.i64.f128(double %Val)
12534       declare i64 @llvm.llrint.i64.ppcf128(double %Val)
12536 Overview:
12537 """""""""
12539 The '``llvm.llrint.*``' intrinsics returns the operand rounded to the
12540 nearest integer.
12542 Arguments:
12543 """"""""""
12545 The argument is a floating-point number and return is an integer type.
12547 Semantics:
12548 """"""""""
12550 This function returns the same values as the libm ``llrint``
12551 functions would, but without setting errno.
12553 Bit Manipulation Intrinsics
12554 ---------------------------
12556 LLVM provides intrinsics for a few important bit manipulation
12557 operations. These allow efficient code generation for some algorithms.
12559 '``llvm.bitreverse.*``' Intrinsics
12560 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12562 Syntax:
12563 """""""
12565 This is an overloaded intrinsic function. You can use bitreverse on any
12566 integer type.
12570       declare i16 @llvm.bitreverse.i16(i16 <id>)
12571       declare i32 @llvm.bitreverse.i32(i32 <id>)
12572       declare i64 @llvm.bitreverse.i64(i64 <id>)
12573       declare <4 x i32> @llvm.bitreverse.v4i32(<4 x i32> <id>)
12575 Overview:
12576 """""""""
12578 The '``llvm.bitreverse``' family of intrinsics is used to reverse the
12579 bitpattern of an integer value or vector of integer values; for example
12580 ``0b10110110`` becomes ``0b01101101``.
12582 Semantics:
12583 """"""""""
12585 The ``llvm.bitreverse.iN`` intrinsic returns an iN value that has bit
12586 ``M`` in the input moved to bit ``N-M`` in the output. The vector
12587 intrinsics, such as ``llvm.bitreverse.v4i32``, operate on a per-element
12588 basis and the element order is not affected.
12590 '``llvm.bswap.*``' Intrinsics
12591 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12593 Syntax:
12594 """""""
12596 This is an overloaded intrinsic function. You can use bswap on any
12597 integer type that is an even number of bytes (i.e. BitWidth % 16 == 0).
12601       declare i16 @llvm.bswap.i16(i16 <id>)
12602       declare i32 @llvm.bswap.i32(i32 <id>)
12603       declare i64 @llvm.bswap.i64(i64 <id>)
12604       declare <4 x i32> @llvm.bswap.v4i32(<4 x i32> <id>)
12606 Overview:
12607 """""""""
12609 The '``llvm.bswap``' family of intrinsics is used to byte swap an integer
12610 value or vector of integer values with an even number of bytes (positive
12611 multiple of 16 bits).
12613 Semantics:
12614 """"""""""
12616 The ``llvm.bswap.i16`` intrinsic returns an i16 value that has the high
12617 and low byte of the input i16 swapped. Similarly, the ``llvm.bswap.i32``
12618 intrinsic returns an i32 value that has the four bytes of the input i32
12619 swapped, so that if the input bytes are numbered 0, 1, 2, 3 then the
12620 returned i32 will have its bytes in 3, 2, 1, 0 order. The
12621 ``llvm.bswap.i48``, ``llvm.bswap.i64`` and other intrinsics extend this
12622 concept to additional even-byte lengths (6 bytes, 8 bytes and more,
12623 respectively). The vector intrinsics, such as ``llvm.bswap.v4i32``,
12624 operate on a per-element basis and the element order is not affected.
12626 '``llvm.ctpop.*``' Intrinsic
12627 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12629 Syntax:
12630 """""""
12632 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.ctpop on any integer
12633 bit width, or on any vector with integer elements. Not all targets
12634 support all bit widths or vector types, however.
12638       declare i8 @llvm.ctpop.i8(i8  <src>)
12639       declare i16 @llvm.ctpop.i16(i16 <src>)
12640       declare i32 @llvm.ctpop.i32(i32 <src>)
12641       declare i64 @llvm.ctpop.i64(i64 <src>)
12642       declare i256 @llvm.ctpop.i256(i256 <src>)
12643       declare <2 x i32> @llvm.ctpop.v2i32(<2 x i32> <src>)
12645 Overview:
12646 """""""""
12648 The '``llvm.ctpop``' family of intrinsics counts the number of bits set
12649 in a value.
12651 Arguments:
12652 """"""""""
12654 The only argument is the value to be counted. The argument may be of any
12655 integer type, or a vector with integer elements. The return type must
12656 match the argument type.
12658 Semantics:
12659 """"""""""
12661 The '``llvm.ctpop``' intrinsic counts the 1's in a variable, or within
12662 each element of a vector.
12664 '``llvm.ctlz.*``' Intrinsic
12665 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12667 Syntax:
12668 """""""
12670 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ctlz`` on any
12671 integer bit width, or any vector whose elements are integers. Not all
12672 targets support all bit widths or vector types, however.
12676       declare i8   @llvm.ctlz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12677       declare i16  @llvm.ctlz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12678       declare i32  @llvm.ctlz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12679       declare i64  @llvm.ctlz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12680       declare i256 @llvm.ctlz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12681       declare <2 x i32> @llvm.ctlz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12683 Overview:
12684 """""""""
12686 The '``llvm.ctlz``' family of intrinsic functions counts the number of
12687 leading zeros in a variable.
12689 Arguments:
12690 """"""""""
12692 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12693 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12694 type must match the first argument type.
12696 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12697 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12698 defined result. Historically some architectures did not provide a
12699 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12700 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12702 Semantics:
12703 """"""""""
12705 The '``llvm.ctlz``' intrinsic counts the leading (most significant)
12706 zeros in a variable, or within each element of the vector. If
12707 ``src == 0`` then the result is the size in bits of the type of ``src``
12708 if ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12709 ``llvm.ctlz(i32 2) = 30``.
12711 '``llvm.cttz.*``' Intrinsic
12712 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12714 Syntax:
12715 """""""
12717 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.cttz`` on any
12718 integer bit width, or any vector of integer elements. Not all targets
12719 support all bit widths or vector types, however.
12723       declare i8   @llvm.cttz.i8  (i8   <src>, i1 <is_zero_undef>)
12724       declare i16  @llvm.cttz.i16 (i16  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12725       declare i32  @llvm.cttz.i32 (i32  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12726       declare i64  @llvm.cttz.i64 (i64  <src>, i1 <is_zero_undef>)
12727       declare i256 @llvm.cttz.i256(i256 <src>, i1 <is_zero_undef>)
12728       declare <2 x i32> @llvm.cttz.v2i32(<2 x i32> <src>, i1 <is_zero_undef>)
12730 Overview:
12731 """""""""
12733 The '``llvm.cttz``' family of intrinsic functions counts the number of
12734 trailing zeros.
12736 Arguments:
12737 """"""""""
12739 The first argument is the value to be counted. This argument may be of
12740 any integer type, or a vector with integer element type. The return
12741 type must match the first argument type.
12743 The second argument must be a constant and is a flag to indicate whether
12744 the intrinsic should ensure that a zero as the first argument produces a
12745 defined result. Historically some architectures did not provide a
12746 defined result for zero values as efficiently, and many algorithms are
12747 now predicated on avoiding zero-value inputs.
12749 Semantics:
12750 """"""""""
12752 The '``llvm.cttz``' intrinsic counts the trailing (least significant)
12753 zeros in a variable, or within each element of a vector. If ``src == 0``
12754 then the result is the size in bits of the type of ``src`` if
12755 ``is_zero_undef == 0`` and ``undef`` otherwise. For example,
12756 ``llvm.cttz(2) = 1``.
12758 .. _int_overflow:
12760 '``llvm.fshl.*``' Intrinsic
12761 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12763 Syntax:
12764 """""""
12766 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshl`` on any
12767 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12768 support all bit widths or vector types, however.
12772       declare i8  @llvm.fshl.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12773       declare i67 @llvm.fshl.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12774       declare <2 x i32> @llvm.fshl.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12776 Overview:
12777 """""""""
12779 The '``llvm.fshl``' family of intrinsic functions performs a funnel shift left:
12780 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12781 bits of the wide value), the combined value is shifted left, and the most
12782 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12783 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12784 to a rotate left operation. For vector types, the operation occurs for each
12785 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12786 modulo the element size of the arguments.
12788 Arguments:
12789 """"""""""
12791 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12792 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12793 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12794 have the same type.
12796 Example:
12797 """"""""
12799 .. code-block:: text
12801       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: msb_extract((concat(x, y) << (z % 8)), 8)
12802       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 128 (0b10000000)
12803       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 120 (0b01111000)
12804       %r = call i8 @llvm.fshl.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 0   (0b00000000)
12806 '``llvm.fshr.*``' Intrinsic
12807 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12809 Syntax:
12810 """""""
12812 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.fshr`` on any
12813 integer bit width or any vector of integer elements. Not all targets
12814 support all bit widths or vector types, however.
12818       declare i8  @llvm.fshr.i8 (i8 %a, i8 %b, i8 %c)
12819       declare i67 @llvm.fshr.i67(i67 %a, i67 %b, i67 %c)
12820       declare <2 x i32> @llvm.fshr.v2i32(<2 x i32> %a, <2 x i32> %b, <2 x i32> %c)
12822 Overview:
12823 """""""""
12825 The '``llvm.fshr``' family of intrinsic functions performs a funnel shift right:
12826 the first two values are concatenated as { %a : %b } (%a is the most significant
12827 bits of the wide value), the combined value is shifted right, and the least
12828 significant bits are extracted to produce a result that is the same size as the
12829 original arguments. If the first 2 arguments are identical, this is equivalent
12830 to a rotate right operation. For vector types, the operation occurs for each
12831 element of the vector. The shift argument is treated as an unsigned amount
12832 modulo the element size of the arguments.
12834 Arguments:
12835 """"""""""
12837 The first two arguments are the values to be concatenated. The third
12838 argument is the shift amount. The arguments may be any integer type or a
12839 vector with integer element type. All arguments and the return value must
12840 have the same type.
12842 Example:
12843 """"""""
12845 .. code-block:: text
12847       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 %x, i8 %y, i8 %z)  ; %r = i8: lsb_extract((concat(x, y) >> (z % 8)), 8)
12848       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 255, i8 0, i8 15)  ; %r = i8: 254 (0b11111110)
12849       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 15, i8 15, i8 11)  ; %r = i8: 225 (0b11100001)
12850       %r = call i8 @llvm.fshr.i8(i8 0, i8 255, i8 8)   ; %r = i8: 255 (0b11111111)
12852 Arithmetic with Overflow Intrinsics
12853 -----------------------------------
12855 LLVM provides intrinsics for fast arithmetic overflow checking.
12857 Each of these intrinsics returns a two-element struct. The first
12858 element of this struct contains the result of the corresponding
12859 arithmetic operation modulo 2\ :sup:`n`\ , where n is the bit width of
12860 the result. Therefore, for example, the first element of the struct
12861 returned by ``llvm.sadd.with.overflow.i32`` is always the same as the
12862 result of a 32-bit ``add`` instruction with the same operands, where
12863 the ``add`` is *not* modified by an ``nsw`` or ``nuw`` flag.
12865 The second element of the result is an ``i1`` that is 1 if the
12866 arithmetic operation overflowed and 0 otherwise. An operation
12867 overflows if, for any values of its operands ``A`` and ``B`` and for
12868 any ``N`` larger than the operands' width, ``ext(A op B) to iN`` is
12869 not equal to ``(ext(A) to iN) op (ext(B) to iN)`` where ``ext`` is
12870 ``sext`` for signed overflow and ``zext`` for unsigned overflow, and
12871 ``op`` is the underlying arithmetic operation.
12873 The behavior of these intrinsics is well-defined for all argument
12874 values.
12876 '``llvm.sadd.with.overflow.*``' Intrinsics
12877 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12879 Syntax:
12880 """""""
12882 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.with.overflow``
12883 on any integer bit width or vectors of integers.
12887       declare {i16, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12888       declare {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12889       declare {i64, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12890       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.sadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12892 Overview:
12893 """""""""
12895 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12896 a signed addition of the two arguments, and indicate whether an overflow
12897 occurred during the signed summation.
12899 Arguments:
12900 """"""""""
12902 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12903 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12904 bit width. The second element of the result structure must be of type
12905 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
12906 addition.
12908 Semantics:
12909 """"""""""
12911 The '``llvm.sadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12912 a signed addition of the two variables. They return a structure --- the
12913 first element of which is the signed summation, and the second element
12914 of which is a bit specifying if the signed summation resulted in an
12915 overflow.
12917 Examples:
12918 """""""""
12920 .. code-block:: llvm
12922       %res = call {i32, i1} @llvm.sadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12923       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12924       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12925       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
12927 '``llvm.uadd.with.overflow.*``' Intrinsics
12928 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12930 Syntax:
12931 """""""
12933 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.with.overflow``
12934 on any integer bit width or vectors of integers.
12938       declare {i16, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12939       declare {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12940       declare {i64, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12941       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.uadd.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12943 Overview:
12944 """""""""
12946 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12947 an unsigned addition of the two arguments, and indicate whether a carry
12948 occurred during the unsigned summation.
12950 Arguments:
12951 """"""""""
12953 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
12954 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
12955 bit width. The second element of the result structure must be of type
12956 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
12957 addition.
12959 Semantics:
12960 """"""""""
12962 The '``llvm.uadd.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12963 an unsigned addition of the two arguments. They return a structure --- the
12964 first element of which is the sum, and the second element of which is a
12965 bit specifying if the unsigned summation resulted in a carry.
12967 Examples:
12968 """""""""
12970 .. code-block:: llvm
12972       %res = call {i32, i1} @llvm.uadd.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12973       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
12974       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
12975       br i1 %obit, label %carry, label %normal
12977 '``llvm.ssub.with.overflow.*``' Intrinsics
12978 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
12980 Syntax:
12981 """""""
12983 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.with.overflow``
12984 on any integer bit width or vectors of integers.
12988       declare {i16, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
12989       declare {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
12990       declare {i64, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
12991       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.ssub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
12993 Overview:
12994 """""""""
12996 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
12997 a signed subtraction of the two arguments, and indicate whether an
12998 overflow occurred during the signed subtraction.
13000 Arguments:
13001 """"""""""
13003 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13004 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13005 bit width. The second element of the result structure must be of type
13006 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13007 subtraction.
13009 Semantics:
13010 """"""""""
13012 The '``llvm.ssub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13013 a signed subtraction of the two arguments. They return a structure --- the
13014 first element of which is the subtraction, and the second element of
13015 which is a bit specifying if the signed subtraction resulted in an
13016 overflow.
13018 Examples:
13019 """""""""
13021 .. code-block:: llvm
13023       %res = call {i32, i1} @llvm.ssub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13024       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13025       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13026       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13028 '``llvm.usub.with.overflow.*``' Intrinsics
13029 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13031 Syntax:
13032 """""""
13034 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.with.overflow``
13035 on any integer bit width or vectors of integers.
13039       declare {i16, i1} @llvm.usub.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13040       declare {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13041       declare {i64, i1} @llvm.usub.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13042       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.usub.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13044 Overview:
13045 """""""""
13047 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13048 an unsigned subtraction of the two arguments, and indicate whether an
13049 overflow occurred during the unsigned subtraction.
13051 Arguments:
13052 """"""""""
13054 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13055 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13056 bit width. The second element of the result structure must be of type
13057 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13058 subtraction.
13060 Semantics:
13061 """"""""""
13063 The '``llvm.usub.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13064 an unsigned subtraction of the two arguments. They return a structure ---
13065 the first element of which is the subtraction, and the second element of
13066 which is a bit specifying if the unsigned subtraction resulted in an
13067 overflow.
13069 Examples:
13070 """""""""
13072 .. code-block:: llvm
13074       %res = call {i32, i1} @llvm.usub.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13075       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13076       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13077       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13079 '``llvm.smul.with.overflow.*``' Intrinsics
13080 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13082 Syntax:
13083 """""""
13085 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.with.overflow``
13086 on any integer bit width or vectors of integers.
13090       declare {i16, i1} @llvm.smul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13091       declare {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13092       declare {i64, i1} @llvm.smul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13093       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.smul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13095 Overview:
13096 """""""""
13098 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13099 a signed multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13100 overflow occurred during the signed multiplication.
13102 Arguments:
13103 """"""""""
13105 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13106 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13107 bit width. The second element of the result structure must be of type
13108 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo signed
13109 multiplication.
13111 Semantics:
13112 """"""""""
13114 The '``llvm.smul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13115 a signed multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13116 the first element of which is the multiplication, and the second element
13117 of which is a bit specifying if the signed multiplication resulted in an
13118 overflow.
13120 Examples:
13121 """""""""
13123 .. code-block:: llvm
13125       %res = call {i32, i1} @llvm.smul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13126       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13127       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13128       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13130 '``llvm.umul.with.overflow.*``' Intrinsics
13131 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13133 Syntax:
13134 """""""
13136 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.with.overflow``
13137 on any integer bit width or vectors of integers.
13141       declare {i16, i1} @llvm.umul.with.overflow.i16(i16 %a, i16 %b)
13142       declare {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13143       declare {i64, i1} @llvm.umul.with.overflow.i64(i64 %a, i64 %b)
13144       declare {<4 x i32>, <4 x i1>} @llvm.umul.with.overflow.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13146 Overview:
13147 """""""""
13149 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13150 a unsigned multiplication of the two arguments, and indicate whether an
13151 overflow occurred during the unsigned multiplication.
13153 Arguments:
13154 """"""""""
13156 The arguments (%a and %b) and the first element of the result structure
13157 may be of integer types of any bit width, but they must have the same
13158 bit width. The second element of the result structure must be of type
13159 ``i1``. ``%a`` and ``%b`` are the two values that will undergo unsigned
13160 multiplication.
13162 Semantics:
13163 """"""""""
13165 The '``llvm.umul.with.overflow``' family of intrinsic functions perform
13166 an unsigned multiplication of the two arguments. They return a structure ---
13167 the first element of which is the multiplication, and the second
13168 element of which is a bit specifying if the unsigned multiplication
13169 resulted in an overflow.
13171 Examples:
13172 """""""""
13174 .. code-block:: llvm
13176       %res = call {i32, i1} @llvm.umul.with.overflow.i32(i32 %a, i32 %b)
13177       %sum = extractvalue {i32, i1} %res, 0
13178       %obit = extractvalue {i32, i1} %res, 1
13179       br i1 %obit, label %overflow, label %normal
13181 Saturation Arithmetic Intrinsics
13182 ---------------------------------
13184 Saturation arithmetic is a version of arithmetic in which operations are
13185 limited to a fixed range between a minimum and maximum value. If the result of
13186 an operation is greater than the maximum value, the result is set (or
13187 "clamped") to this maximum. If it is below the minimum, it is clamped to this
13188 minimum.
13191 '``llvm.sadd.sat.*``' Intrinsics
13192 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13194 Syntax
13195 """""""
13197 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.sadd.sat``
13198 on any integer bit width or vectors of integers.
13202       declare i16 @llvm.sadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13203       declare i32 @llvm.sadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13204       declare i64 @llvm.sadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13205       declare <4 x i32> @llvm.sadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13207 Overview
13208 """""""""
13210 The '``llvm.sadd.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13211 saturation addition on the 2 arguments.
13213 Arguments
13214 """"""""""
13216 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13217 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13218 values that will undergo signed addition.
13220 Semantics:
13221 """"""""""
13223 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13224 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13225 smallest signed value representable by this bit width.
13228 Examples
13229 """""""""
13231 .. code-block:: llvm
13233       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13234       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 7
13235       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 2)  ; %res = -2
13236       %res = call i4 @llvm.sadd.sat.i4(i4 -4, i4 -5)  ; %res = -8
13239 '``llvm.uadd.sat.*``' Intrinsics
13240 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13242 Syntax
13243 """""""
13245 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.uadd.sat``
13246 on any integer bit width or vectors of integers.
13250       declare i16 @llvm.uadd.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13251       declare i32 @llvm.uadd.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13252       declare i64 @llvm.uadd.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13253       declare <4 x i32> @llvm.uadd.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13255 Overview
13256 """""""""
13258 The '``llvm.uadd.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13259 saturation addition on the 2 arguments.
13261 Arguments
13262 """"""""""
13264 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13265 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13266 values that will undergo unsigned addition.
13268 Semantics:
13269 """"""""""
13271 The maximum value this operation can clamp to is the largest unsigned value
13272 representable by the bit width of the arguments. Because this is an unsigned
13273 operation, the result will never saturate towards zero.
13276 Examples
13277 """""""""
13279 .. code-block:: llvm
13281       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 1, i4 2)  ; %res = 3
13282       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 5, i4 6)  ; %res = 11
13283       %res = call i4 @llvm.uadd.sat.i4(i4 8, i4 8)  ; %res = 15
13286 '``llvm.ssub.sat.*``' Intrinsics
13287 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13289 Syntax
13290 """""""
13292 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.ssub.sat``
13293 on any integer bit width or vectors of integers.
13297       declare i16 @llvm.ssub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13298       declare i32 @llvm.ssub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13299       declare i64 @llvm.ssub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13300       declare <4 x i32> @llvm.ssub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13302 Overview
13303 """""""""
13305 The '``llvm.ssub.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13306 saturation subtraction on the 2 arguments.
13308 Arguments
13309 """"""""""
13311 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13312 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13313 values that will undergo signed subtraction.
13315 Semantics:
13316 """"""""""
13318 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13319 representable by the bit width of the arguments. The minimum value is the
13320 smallest signed value representable by this bit width.
13323 Examples
13324 """""""""
13326 .. code-block:: llvm
13328       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13329       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = -4
13330       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 -4, i4 5)  ; %res = -8
13331       %res = call i4 @llvm.ssub.sat.i4(i4 4, i4 -5)  ; %res = 7
13334 '``llvm.usub.sat.*``' Intrinsics
13335 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13337 Syntax
13338 """""""
13340 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.usub.sat``
13341 on any integer bit width or vectors of integers.
13345       declare i16 @llvm.usub.sat.i16(i16 %a, i16 %b)
13346       declare i32 @llvm.usub.sat.i32(i32 %a, i32 %b)
13347       declare i64 @llvm.usub.sat.i64(i64 %a, i64 %b)
13348       declare <4 x i32> @llvm.usub.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b)
13350 Overview
13351 """""""""
13353 The '``llvm.usub.sat``' family of intrinsic functions perform unsigned
13354 saturation subtraction on the 2 arguments.
13356 Arguments
13357 """"""""""
13359 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13360 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13361 values that will undergo unsigned subtraction.
13363 Semantics:
13364 """"""""""
13366 The minimum value this operation can clamp to is 0, which is the smallest
13367 unsigned value representable by the bit width of the unsigned arguments.
13368 Because this is an unsigned operation, the result will never saturate towards
13369 the largest possible value representable by this bit width.
13372 Examples
13373 """""""""
13375 .. code-block:: llvm
13377       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 1)  ; %res = 1
13378       %res = call i4 @llvm.usub.sat.i4(i4 2, i4 6)  ; %res = 0
13381 Fixed Point Arithmetic Intrinsics
13382 ---------------------------------
13384 A fixed point number represents a real data type for a number that has a fixed
13385 number of digits after a radix point (equivalent to the decimal point '.').
13386 The number of digits after the radix point is referred as the ``scale``. These
13387 are useful for representing fractional values to a specific precision. The
13388 following intrinsics perform fixed point arithmetic operations on 2 operands
13389 of the same scale, specified as the third argument.
13391 The `llvm.*mul.fix` family of intrinsic functions represents a multiplication
13392 of fixed point numbers through scaled integers. Therefore, fixed point
13393 multplication can be represented as
13396         %result = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 %a, i4 %b, i32 %scale)
13398         ; Expands to
13399         %a2 = sext i4 %a to i8
13400         %b2 = sext i4 %b to i8
13401         %mul = mul nsw nuw i8 %a, %b
13402         %scale2 = trunc i32 %scale to i8
13403         %r = ashr i8 %mul, i8 %scale2  ; this is for a target rounding down towards negative infinity
13404         %result = trunc i8 %r to i4
13406 For each of these functions, if the result cannot be represented exactly with
13407 the provided scale, the result is rounded. Rounding is unspecified since
13408 preferred rounding may vary for different targets. Rounding is specified
13409 through a target hook. Different pipelines should legalize or optimize this
13410 using the rounding specified by this hook if it is provided. Operations like
13411 constant folding, instruction combining, KnownBits, and ValueTracking should
13412 also use this hook, if provided, and not assume the direction of rounding. A
13413 rounded result must always be within one unit of precision from the true
13414 result. That is, the error between the returned result and the true result must
13415 be less than 1/2^(scale).
13418 '``llvm.smul.fix.*``' Intrinsics
13419 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13421 Syntax
13422 """""""
13424 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix``
13425 on any integer bit width or vectors of integers.
13429       declare i16 @llvm.smul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13430       declare i32 @llvm.smul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13431       declare i64 @llvm.smul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13432       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13434 Overview
13435 """""""""
13437 The '``llvm.smul.fix``' family of intrinsic functions perform signed
13438 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13440 Arguments
13441 """"""""""
13443 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13444 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13445 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13446 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13447 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13448 integer.
13450 Semantics:
13451 """"""""""
13453 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13454 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13455 in the third argument.
13457 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13458 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13459 direction is unspecified.
13461 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13462 the fixed point type.
13465 Examples
13466 """""""""
13468 .. code-block:: llvm
13470       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13471       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13472       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13474       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13475       %res = call i4 @llvm.smul.fix.i4(i4 3, i4 -3, i32 1)  ; %res = -5 (or -4) (1.5 x -1.5 = -2.25)
13478 '``llvm.umul.fix.*``' Intrinsics
13479 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13481 Syntax
13482 """""""
13484 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.umul.fix``
13485 on any integer bit width or vectors of integers.
13489       declare i16 @llvm.umul.fix.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13490       declare i32 @llvm.umul.fix.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13491       declare i64 @llvm.umul.fix.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13492       declare <4 x i32> @llvm.umul.fix.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13494 Overview
13495 """""""""
13497 The '``llvm.umul.fix``' family of intrinsic functions perform unsigned
13498 fixed point multiplication on 2 arguments of the same scale.
13500 Arguments
13501 """"""""""
13503 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13504 width, but they must have the same bit width. The arguments may also work with
13505 int vectors of the same length and int size. ``%a`` and ``%b`` are the two
13506 values that will undergo unsigned fixed point multiplication. The argument
13507 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13508 integer.
13510 Semantics:
13511 """"""""""
13513 This operation performs unsigned fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13514 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13515 in the third argument.
13517 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13518 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13519 direction is unspecified.
13521 It is undefined behavior if the result value does not fit within the range of
13522 the fixed point type.
13525 Examples
13526 """""""""
13528 .. code-block:: llvm
13530       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13531       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13533       ; The result in the following could be rounded down to 3.5 or up to 4
13534       %res = call i4 @llvm.umul.fix.i4(i4 15, i4 1, i32 1)  ; %res = 7 (or 8) (7.5 x 0.5 = 3.75)
13537 '``llvm.smul.fix.sat.*``' Intrinsics
13538 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13540 Syntax
13541 """""""
13543 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.smul.fix.sat``
13544 on any integer bit width or vectors of integers.
13548       declare i16 @llvm.smul.fix.sat.i16(i16 %a, i16 %b, i32 %scale)
13549       declare i32 @llvm.smul.fix.sat.i32(i32 %a, i32 %b, i32 %scale)
13550       declare i64 @llvm.smul.fix.sat.i64(i64 %a, i64 %b, i32 %scale)
13551       declare <4 x i32> @llvm.smul.fix.sat.v4i32(<4 x i32> %a, <4 x i32> %b, i32 %scale)
13553 Overview
13554 """""""""
13556 The '``llvm.smul.fix.sat``' family of intrinsic functions perform signed
13557 fixed point saturation multiplication on 2 arguments of the same scale.
13559 Arguments
13560 """"""""""
13562 The arguments (%a and %b) and the result may be of integer types of any bit
13563 width, but they must have the same bit width. ``%a`` and ``%b`` are the two
13564 values that will undergo signed fixed point multiplication. The argument
13565 ``%scale`` represents the scale of both operands, and must be a constant
13566 integer.
13568 Semantics:
13569 """"""""""
13571 This operation performs fixed point multiplication on the 2 arguments of a
13572 specified scale. The result will also be returned in the same scale specified
13573 in the third argument.
13575 If the result value cannot be precisely represented in the given scale, the
13576 value is rounded up or down to the closest representable value. The rounding
13577 direction is unspecified.
13579 The maximum value this operation can clamp to is the largest signed value
13580 representable by the bit width of the first 2 arguments. The minimum value is the
13581 smallest signed value representable by this bit width.
13584 Examples
13585 """""""""
13587 .. code-block:: llvm
13589       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 0)  ; %res = 6 (2 x 3 = 6)
13590       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 2, i32 1)  ; %res = 3 (1.5 x 1 = 1.5)
13591       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 3, i4 -2, i32 1)  ; %res = -3 (1.5 x -1 = -1.5)
13593       ; The result in the following could be rounded up to -2 or down to -2.5
13594       %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)
13596       ; Saturation
13597       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 0)  ; %res = 7
13598       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 7, i4 2, i32 2)  ; %res = 7
13599       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 2, i32 2)  ; %res = -8
13600       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 -8, i4 -2, i32 2)  ; %res = 7
13602       ; Scale can affect the saturation result
13603       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 0)  ; %res = 7 (2 x 4 -> clamped to 7)
13604       %res = call i4 @llvm.smul.fix.sat.i4(i4 2, i4 4, i32 1)  ; %res = 4 (1 x 2 = 2)
13607 Specialised Arithmetic Intrinsics
13608 ---------------------------------
13610 '``llvm.canonicalize.*``' Intrinsic
13611 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13613 Syntax:
13614 """""""
13618       declare float @llvm.canonicalize.f32(float %a)
13619       declare double @llvm.canonicalize.f64(double %b)
13621 Overview:
13622 """""""""
13624 The '``llvm.canonicalize.*``' intrinsic returns the platform specific canonical
13625 encoding of a floating-point number. This canonicalization is useful for
13626 implementing certain numeric primitives such as frexp. The canonical encoding is
13627 defined by IEEE-754-2008 to be:
13631       2.1.8 canonical encoding: The preferred encoding of a floating-point
13632       representation in a format. Applied to declets, significands of finite
13633       numbers, infinities, and NaNs, especially in decimal formats.
13635 This operation can also be considered equivalent to the IEEE-754-2008
13636 conversion of a floating-point value to the same format. NaNs are handled
13637 according to section 6.2.
13639 Examples of non-canonical encodings:
13641 - x87 pseudo denormals, pseudo NaNs, pseudo Infinity, Unnormals. These are
13642   converted to a canonical representation per hardware-specific protocol.
13643 - Many normal decimal floating-point numbers have non-canonical alternative
13644   encodings.
13645 - Some machines, like GPUs or ARMv7 NEON, do not support subnormal values.
13646   These are treated as non-canonical encodings of zero and will be flushed to
13647   a zero of the same sign by this operation.
13649 Note that per IEEE-754-2008 6.2, systems that support signaling NaNs with
13650 default exception handling must signal an invalid exception, and produce a
13651 quiet NaN result.
13653 This function should always be implementable as multiplication by 1.0, provided
13654 that the compiler does not constant fold the operation. Likewise, division by
13655 1.0 and ``llvm.minnum(x, x)`` are possible implementations. Addition with
13656 -0.0 is also sufficient provided that the rounding mode is not -Infinity.
13658 ``@llvm.canonicalize`` must preserve the equality relation. That is:
13660 - ``(@llvm.canonicalize(x) == x)`` is equivalent to ``(x == x)``
13661 - ``(@llvm.canonicalize(x) == @llvm.canonicalize(y))`` is equivalent to
13662   to ``(x == y)``
13664 Additionally, the sign of zero must be conserved:
13665 ``@llvm.canonicalize(-0.0) = -0.0`` and ``@llvm.canonicalize(+0.0) = +0.0``
13667 The payload bits of a NaN must be conserved, with two exceptions.
13668 First, environments which use only a single canonical representation of NaN
13669 must perform said canonicalization. Second, SNaNs must be quieted per the
13670 usual methods.
13672 The canonicalization operation may be optimized away if:
13674 - The input is known to be canonical. For example, it was produced by a
13675   floating-point operation that is required by the standard to be canonical.
13676 - The result is consumed only by (or fused with) other floating-point
13677   operations. That is, the bits of the floating-point value are not examined.
13679 '``llvm.fmuladd.*``' Intrinsic
13680 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13682 Syntax:
13683 """""""
13687       declare float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c)
13688       declare double @llvm.fmuladd.f64(double %a, double %b, double %c)
13690 Overview:
13691 """""""""
13693 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsic functions represent multiply-add
13694 expressions that can be fused if the code generator determines that (a) the
13695 target instruction set has support for a fused operation, and (b) that the
13696 fused operation is more efficient than the equivalent, separate pair of mul
13697 and add instructions.
13699 Arguments:
13700 """"""""""
13702 The '``llvm.fmuladd.*``' intrinsics each take three arguments: two
13703 multiplicands, a and b, and an addend c.
13705 Semantics:
13706 """"""""""
13708 The expression:
13712       %0 = call float @llvm.fmuladd.f32(%a, %b, %c)
13714 is equivalent to the expression a \* b + c, except that rounding will
13715 not be performed between the multiplication and addition steps if the
13716 code generator fuses the operations. Fusion is not guaranteed, even if
13717 the target platform supports it. If a fused multiply-add is required the
13718 corresponding llvm.fma.\* intrinsic function should be used
13719 instead. This never sets errno, just as '``llvm.fma.*``'.
13721 Examples:
13722 """""""""
13724 .. code-block:: llvm
13726       %r2 = call float @llvm.fmuladd.f32(float %a, float %b, float %c) ; yields float:r2 = (a * b) + c
13729 Experimental Vector Reduction Intrinsics
13730 ----------------------------------------
13732 Horizontal reductions of vectors can be expressed using the following
13733 intrinsics. Each one takes a vector operand as an input and applies its
13734 respective operation across all elements of the vector, returning a single
13735 scalar result of the same element type.
13738 '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' Intrinsic
13739 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13741 Syntax:
13742 """""""
13746       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.add.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13747       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.add.i64.v2i64(<2 x i64> %a)
13749 Overview:
13750 """""""""
13752 The '``llvm.experimental.vector.reduce.add.*``' intrinsics do an integer ``ADD``
13753 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13754 the element-type of the vector input.
13756 Arguments:
13757 """"""""""
13758 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13760 '``llvm.experimental.vector.reduce.fadd.*``' Intrinsic
13761 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13763 Syntax:
13764 """""""
13768       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %a)
13769       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f64.v2f64(double %acc, <2 x double> %a)
13771 Overview:
13772 """""""""
13774 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fadd.*``' intrinsics do a floating-point
13775 ``ADD`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13776 matches the element-type of the vector input.
13778 If the intrinsic call has fast-math flags, then the reduction will not preserve
13779 the associativity of an equivalent scalarized counterpart. If it does not have
13780 fast-math flags, then the reduction will be *ordered*, implying that the
13781 operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13784 Arguments:
13785 """"""""""
13786 The first argument to this intrinsic is a scalar accumulator value, which is
13787 only used when there are no fast-math flags attached. This argument may be undef
13788 when fast-math flags are used. The type of the accumulator matches the
13789 element-type of the vector input.
13791 The second argument must be a vector of floating-point values.
13793 Examples:
13794 """""""""
13796 .. code-block:: llvm
13798       %fast = call fast float @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f32.v4f32(float undef, <4 x float> %input) ; fast reduction
13799       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.fadd.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13802 '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' Intrinsic
13803 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13805 Syntax:
13806 """""""
13810       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13811       declare i64 @llvm.experimental.vector.reduce.mul.i64.v2i64(<2 x i64> %a)
13813 Overview:
13814 """""""""
13816 The '``llvm.experimental.vector.reduce.mul.*``' intrinsics do an integer ``MUL``
13817 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13818 the element-type of the vector input.
13820 Arguments:
13821 """"""""""
13822 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13824 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmul.*``' Intrinsic
13825 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13827 Syntax:
13828 """""""
13832       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %a)
13833       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f64.v2f64(double %acc, <2 x double> %a)
13835 Overview:
13836 """""""""
13838 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmul.*``' intrinsics do a floating-point
13839 ``MUL`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13840 matches the element-type of the vector input.
13842 If the intrinsic call has fast-math flags, then the reduction will not preserve
13843 the associativity of an equivalent scalarized counterpart. If it does not have
13844 fast-math flags, then the reduction will be *ordered*, implying that the
13845 operation respects the associativity of a scalarized reduction.
13848 Arguments:
13849 """"""""""
13850 The first argument to this intrinsic is a scalar accumulator value, which is
13851 only used when there are no fast-math flags attached. This argument may be undef
13852 when fast-math flags are used. The type of the accumulator matches the
13853 element-type of the vector input.
13855 The second argument must be a vector of floating-point values.
13857 Examples:
13858 """""""""
13860 .. code-block:: llvm
13862       %fast = call fast float @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f32.v4f32(float undef, <4 x float> %input) ; fast reduction
13863       %ord = call float @llvm.experimental.vector.reduce.fmul.f32.v4f32(float %acc, <4 x float> %input) ; ordered reduction
13865 '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' Intrinsic
13866 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13868 Syntax:
13869 """""""
13873       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.and.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13875 Overview:
13876 """""""""
13878 The '``llvm.experimental.vector.reduce.and.*``' intrinsics do a bitwise ``AND``
13879 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13880 the element-type of the vector input.
13882 Arguments:
13883 """"""""""
13884 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13886 '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' Intrinsic
13887 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13889 Syntax:
13890 """""""
13894       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.or.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13896 Overview:
13897 """""""""
13899 The '``llvm.experimental.vector.reduce.or.*``' intrinsics do a bitwise ``OR`` reduction
13900 of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches the
13901 element-type of the vector input.
13903 Arguments:
13904 """"""""""
13905 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13907 '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' Intrinsic
13908 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13910 Syntax:
13911 """""""
13915       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.xor.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13917 Overview:
13918 """""""""
13920 The '``llvm.experimental.vector.reduce.xor.*``' intrinsics do a bitwise ``XOR``
13921 reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type matches
13922 the element-type of the vector input.
13924 Arguments:
13925 """"""""""
13926 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13928 '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' Intrinsic
13929 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13931 Syntax:
13932 """""""
13936       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smax.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13938 Overview:
13939 """""""""
13941 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smax.*``' intrinsics do a signed integer
13942 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13943 matches the element-type of the vector input.
13945 Arguments:
13946 """"""""""
13947 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13949 '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' Intrinsic
13950 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13952 Syntax:
13953 """""""
13957       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.smin.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13959 Overview:
13960 """""""""
13962 The '``llvm.experimental.vector.reduce.smin.*``' intrinsics do a signed integer
13963 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
13964 matches the element-type of the vector input.
13966 Arguments:
13967 """"""""""
13968 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13970 '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' Intrinsic
13971 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13973 Syntax:
13974 """""""
13978       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umax.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
13980 Overview:
13981 """""""""
13983 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umax.*``' intrinsics do an unsigned
13984 integer ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
13985 return type matches the element-type of the vector input.
13987 Arguments:
13988 """"""""""
13989 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
13991 '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' Intrinsic
13992 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
13994 Syntax:
13995 """""""
13999       declare i32 @llvm.experimental.vector.reduce.umin.i32.v4i32(<4 x i32> %a)
14001 Overview:
14002 """""""""
14004 The '``llvm.experimental.vector.reduce.umin.*``' intrinsics do an unsigned
14005 integer ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The
14006 return type matches the element-type of the vector input.
14008 Arguments:
14009 """"""""""
14010 The argument to this intrinsic must be a vector of integer values.
14012 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' Intrinsic
14013 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14015 Syntax:
14016 """""""
14020       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.f32.v4f32(<4 x float> %a)
14021       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmax.f64.v2f64(<2 x double> %a)
14023 Overview:
14024 """""""""
14026 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmax.*``' intrinsics do a floating-point
14027 ``MAX`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14028 matches the element-type of the vector input.
14030 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14031 assume that NaNs are not present in the input vector.
14033 Arguments:
14034 """"""""""
14035 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14037 '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' Intrinsic
14038 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14040 Syntax:
14041 """""""
14045       declare float @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.f32.v4f32(<4 x float> %a)
14046       declare double @llvm.experimental.vector.reduce.fmin.f64.v2f64(<2 x double> %a)
14048 Overview:
14049 """""""""
14051 The '``llvm.experimental.vector.reduce.fmin.*``' intrinsics do a floating-point
14052 ``MIN`` reduction of a vector, returning the result as a scalar. The return type
14053 matches the element-type of the vector input.
14055 If the intrinsic call has the ``nnan`` fast-math flag then the operation can
14056 assume that NaNs are not present in the input vector.
14058 Arguments:
14059 """"""""""
14060 The argument to this intrinsic must be a vector of floating-point values.
14062 Half Precision Floating-Point Intrinsics
14063 ----------------------------------------
14065 For most target platforms, half precision floating-point is a
14066 storage-only format. This means that it is a dense encoding (in memory)
14067 but does not support computation in the format.
14069 This means that code must first load the half-precision floating-point
14070 value as an i16, then convert it to float with
14071 :ref:`llvm.convert.from.fp16 <int_convert_from_fp16>`. Computation can
14072 then be performed on the float value (including extending to double
14073 etc). To store the value back to memory, it is first converted to float
14074 if needed, then converted to i16 with
14075 :ref:`llvm.convert.to.fp16 <int_convert_to_fp16>`, then storing as an
14076 i16 value.
14078 .. _int_convert_to_fp16:
14080 '``llvm.convert.to.fp16``' Intrinsic
14081 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14083 Syntax:
14084 """""""
14088       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14089       declare i16 @llvm.convert.to.fp16.f64(double %a)
14091 Overview:
14092 """""""""
14094 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14095 conventional floating-point type to half precision floating-point format.
14097 Arguments:
14098 """"""""""
14100 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14101 converted.
14103 Semantics:
14104 """"""""""
14106 The '``llvm.convert.to.fp16``' intrinsic function performs a conversion from a
14107 conventional floating-point format to half precision floating-point format. The
14108 return value is an ``i16`` which contains the converted number.
14110 Examples:
14111 """""""""
14113 .. code-block:: llvm
14115       %res = call i16 @llvm.convert.to.fp16.f32(float %a)
14116       store i16 %res, i16* @x, align 2
14118 .. _int_convert_from_fp16:
14120 '``llvm.convert.from.fp16``' Intrinsic
14121 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14123 Syntax:
14124 """""""
14128       declare float @llvm.convert.from.fp16.f32(i16 %a)
14129       declare double @llvm.convert.from.fp16.f64(i16 %a)
14131 Overview:
14132 """""""""
14134 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14135 conversion from half precision floating-point format to single precision
14136 floating-point format.
14138 Arguments:
14139 """"""""""
14141 The intrinsic function contains single argument - the value to be
14142 converted.
14144 Semantics:
14145 """"""""""
14147 The '``llvm.convert.from.fp16``' intrinsic function performs a
14148 conversion from half single precision floating-point format to single
14149 precision floating-point format. The input half-float value is
14150 represented by an ``i16`` value.
14152 Examples:
14153 """""""""
14155 .. code-block:: llvm
14157       %a = load i16, i16* @x, align 2
14158       %res = call float @llvm.convert.from.fp16(i16 %a)
14160 .. _dbg_intrinsics:
14162 Debugger Intrinsics
14163 -------------------
14165 The LLVM debugger intrinsics (which all start with ``llvm.dbg.``
14166 prefix), are described in the `LLVM Source Level
14167 Debugging <SourceLevelDebugging.html#format-common-intrinsics>`_
14168 document.
14170 Exception Handling Intrinsics
14171 -----------------------------
14173 The LLVM exception handling intrinsics (which all start with
14174 ``llvm.eh.`` prefix), are described in the `LLVM Exception
14175 Handling <ExceptionHandling.html#format-common-intrinsics>`_ document.
14177 .. _int_trampoline:
14179 Trampoline Intrinsics
14180 ---------------------
14182 These intrinsics make it possible to excise one parameter, marked with
14183 the :ref:`nest <nest>` attribute, from a function. The result is a
14184 callable function pointer lacking the nest parameter - the caller does
14185 not need to provide a value for it. Instead, the value to use is stored
14186 in advance in a "trampoline", a block of memory usually allocated on the
14187 stack, which also contains code to splice the nest value into the
14188 argument list. This is used to implement the GCC nested function address
14189 extension.
14191 For example, if the function is ``i32 f(i8* nest %c, i32 %x, i32 %y)``
14192 then the resulting function pointer has signature ``i32 (i32, i32)*``.
14193 It can be created as follows:
14195 .. code-block:: llvm
14197       %tramp = alloca [10 x i8], align 4 ; size and alignment only correct for X86
14198       %tramp1 = getelementptr [10 x i8], [10 x i8]* %tramp, i32 0, i32 0
14199       call i8* @llvm.init.trampoline(i8* %tramp1, i8* bitcast (i32 (i8*, i32, i32)* @f to i8*), i8* %nval)
14200       %p = call i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* %tramp1)
14201       %fp = bitcast i8* %p to i32 (i32, i32)*
14203 The call ``%val = call i32 %fp(i32 %x, i32 %y)`` is then equivalent to
14204 ``%val = call i32 %f(i8* %nval, i32 %x, i32 %y)``.
14206 .. _int_it:
14208 '``llvm.init.trampoline``' Intrinsic
14209 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14211 Syntax:
14212 """""""
14216       declare void @llvm.init.trampoline(i8* <tramp>, i8* <func>, i8* <nval>)
14218 Overview:
14219 """""""""
14221 This fills the memory pointed to by ``tramp`` with executable code,
14222 turning it into a trampoline.
14224 Arguments:
14225 """"""""""
14227 The ``llvm.init.trampoline`` intrinsic takes three arguments, all
14228 pointers. The ``tramp`` argument must point to a sufficiently large and
14229 sufficiently aligned block of memory; this memory is written to by the
14230 intrinsic. Note that the size and the alignment are target-specific -
14231 LLVM currently provides no portable way of determining them, so a
14232 front-end that generates this intrinsic needs to have some
14233 target-specific knowledge. The ``func`` argument must hold a function
14234 bitcast to an ``i8*``.
14236 Semantics:
14237 """"""""""
14239 The block of memory pointed to by ``tramp`` is filled with target
14240 dependent code, turning it into a function. Then ``tramp`` needs to be
14241 passed to :ref:`llvm.adjust.trampoline <int_at>` to get a pointer which can
14242 be :ref:`bitcast (to a new function) and called <int_trampoline>`. The new
14243 function's signature is the same as that of ``func`` with any arguments
14244 marked with the ``nest`` attribute removed. At most one such ``nest``
14245 argument is allowed, and it must be of pointer type. Calling the new
14246 function is equivalent to calling ``func`` with the same argument list,
14247 but with ``nval`` used for the missing ``nest`` argument. If, after
14248 calling ``llvm.init.trampoline``, the memory pointed to by ``tramp`` is
14249 modified, then the effect of any later call to the returned function
14250 pointer is undefined.
14252 .. _int_at:
14254 '``llvm.adjust.trampoline``' Intrinsic
14255 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14257 Syntax:
14258 """""""
14262       declare i8* @llvm.adjust.trampoline(i8* <tramp>)
14264 Overview:
14265 """""""""
14267 This performs any required machine-specific adjustment to the address of
14268 a trampoline (passed as ``tramp``).
14270 Arguments:
14271 """"""""""
14273 ``tramp`` must point to a block of memory which already has trampoline
14274 code filled in by a previous call to
14275 :ref:`llvm.init.trampoline <int_it>`.
14277 Semantics:
14278 """"""""""
14280 On some architectures the address of the code to be executed needs to be
14281 different than the address where the trampoline is actually stored. This
14282 intrinsic returns the executable address corresponding to ``tramp``
14283 after performing the required machine specific adjustments. The pointer
14284 returned can then be :ref:`bitcast and executed <int_trampoline>`.
14286 .. _int_mload_mstore:
14288 Masked Vector Load and Store Intrinsics
14289 ---------------------------------------
14291 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.
14293 .. _int_mload:
14295 '``llvm.masked.load.*``' Intrinsics
14296 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14298 Syntax:
14299 """""""
14300 This is an overloaded intrinsic. The loaded data is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14304       declare <16 x float>  @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14305       declare <2 x double>  @llvm.masked.load.v2f64.p0v2f64  (<2 x double>* <ptr>, i32 <alignment>, <2 x i1>  <mask>, <2 x double> <passthru>)
14306       ;; The data is a vector of pointers to double
14307       declare <8 x double*> @llvm.masked.load.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>, <8 x double*> <passthru>)
14308       ;; The data is a vector of function pointers
14309       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>)
14311 Overview:
14312 """""""""
14314 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.
14317 Arguments:
14318 """"""""""
14320 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.
14323 Semantics:
14324 """"""""""
14326 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.
14327 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.
14332        %res = call <16 x float> @llvm.masked.load.v16f32.p0v16f32 (<16 x float>* %ptr, i32 4, <16 x i1>%mask, <16 x float> %passthru)
14334        ;; The result of the two following instructions is identical aside from potential memory access exception
14335        %loadlal = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14336        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %loadlal, <16 x float> %passthru
14338 .. _int_mstore:
14340 '``llvm.masked.store.*``' Intrinsics
14341 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14343 Syntax:
14344 """""""
14345 This is an overloaded intrinsic. The data stored in memory is a vector of any integer, floating-point or pointer data type.
14349        declare void @llvm.masked.store.v8i32.p0v8i32  (<8  x i32>   <value>, <8  x i32>*   <ptr>, i32 <alignment>,  <8  x i1> <mask>)
14350        declare void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32 (<16 x float> <value>, <16 x float>* <ptr>, i32 <alignment>,  <16 x i1> <mask>)
14351        ;; The data is a vector of pointers to double
14352        declare void @llvm.masked.store.v8p0f64.p0v8p0f64    (<8 x double*> <value>, <8 x double*>* <ptr>, i32 <alignment>, <8 x i1> <mask>)
14353        ;; The data is a vector of function pointers
14354        declare void @llvm.masked.store.v4p0f_i32f.p0v4p0f_i32f (<4 x i32 ()*> <value>, <4 x i32 ()*>* <ptr>, i32 <alignment>, <4 x i1> <mask>)
14356 Overview:
14357 """""""""
14359 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.
14361 Arguments:
14362 """"""""""
14364 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.
14367 Semantics:
14368 """"""""""
14370 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.
14371 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.
14375        call void @llvm.masked.store.v16f32.p0v16f32(<16 x float> %value, <16 x float>* %ptr, i32 4,  <16 x i1> %mask)
14377        ;; The result of the following instructions is identical aside from potential data races and memory access exceptions
14378        %oldval = load <16 x float>, <16 x float>* %ptr, align 4
14379        %res = select <16 x i1> %mask, <16 x float> %value, <16 x float> %oldval
14380        store <16 x float> %res, <16 x float>* %ptr, align 4
14383 Masked Vector Gather and Scatter Intrinsics
14384 -------------------------------------------
14386 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.
14388 .. _int_mgather:
14390 '``llvm.masked.gather.*``' Intrinsics
14391 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14393 Syntax:
14394 """""""
14395 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.
14399       declare <16 x float> @llvm.masked.gather.v16f32.v16p0f32   (<16 x float*> <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14400       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>)
14401       declare <8 x float*> @llvm.masked.gather.v8p0f32.v8p0p0f32 (<8 x float**> <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>, <8 x float*> <passthru>)
14403 Overview:
14404 """""""""
14406 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.
14409 Arguments:
14410 """"""""""
14412 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.
14415 Semantics:
14416 """"""""""
14418 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.
14419 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.
14424        %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)
14426        ;; The gather with all-true mask is equivalent to the following instruction sequence
14427        %ptr0 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 0
14428        %ptr1 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 1
14429        %ptr2 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 2
14430        %ptr3 = extractelement <4 x double*> %ptrs, i32 3
14432        %val0 = load double, double* %ptr0, align 8
14433        %val1 = load double, double* %ptr1, align 8
14434        %val2 = load double, double* %ptr2, align 8
14435        %val3 = load double, double* %ptr3, align 8
14437        %vec0    = insertelement <4 x double>undef, %val0, 0
14438        %vec01   = insertelement <4 x double>%vec0, %val1, 1
14439        %vec012  = insertelement <4 x double>%vec01, %val2, 2
14440        %vec0123 = insertelement <4 x double>%vec012, %val3, 3
14442 .. _int_mscatter:
14444 '``llvm.masked.scatter.*``' Intrinsics
14445 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14447 Syntax:
14448 """""""
14449 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.
14453        declare void @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32     (<8 x i32>     <value>, <8 x i32*>     <ptrs>, i32 <alignment>, <8 x i1>  <mask>)
14454        declare void @llvm.masked.scatter.v16f32.v16p1f32   (<16 x float>  <value>, <16 x float addrspace(1)*>  <ptrs>, i32 <alignment>, <16 x i1> <mask>)
14455        declare void @llvm.masked.scatter.v4p0f64.v4p0p0f64 (<4 x double*> <value>, <4 x double**> <ptrs>, i32 <alignment>, <4 x i1>  <mask>)
14457 Overview:
14458 """""""""
14460 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.
14462 Arguments:
14463 """"""""""
14465 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.
14468 Semantics:
14469 """"""""""
14471 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.
14475        ;; This instruction unconditionally stores data vector in multiple addresses
14476        call @llvm.masked.scatter.v8i32.v8p0i32 (<8 x i32> %value, <8 x i32*> %ptrs, i32 4,  <8 x i1>  <true, true, .. true>)
14478        ;; It is equivalent to a list of scalar stores
14479        %val0 = extractelement <8 x i32> %value, i32 0
14480        %val1 = extractelement <8 x i32> %value, i32 1
14481        ..
14482        %val7 = extractelement <8 x i32> %value, i32 7
14483        %ptr0 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 0
14484        %ptr1 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 1
14485        ..
14486        %ptr7 = extractelement <8 x i32*> %ptrs, i32 7
14487        ;; Note: the order of the following stores is important when they overlap:
14488        store i32 %val0, i32* %ptr0, align 4
14489        store i32 %val1, i32* %ptr1, align 4
14490        ..
14491        store i32 %val7, i32* %ptr7, align 4
14494 Masked Vector Expanding Load and Compressing Store Intrinsics
14495 -------------------------------------------------------------
14497 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>`.
14499 .. _int_expandload:
14501 '``llvm.masked.expandload.*``' Intrinsics
14502 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14504 Syntax:
14505 """""""
14506 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.
14510       declare <16 x float>  @llvm.masked.expandload.v16f32 (float* <ptr>, <16 x i1> <mask>, <16 x float> <passthru>)
14511       declare <2 x i64>     @llvm.masked.expandload.v2i64 (i64* <ptr>, <2 x i1>  <mask>, <2 x i64> <passthru>)
14513 Overview:
14514 """""""""
14516 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.
14519 Arguments:
14520 """"""""""
14522 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.
14524 Semantics:
14525 """"""""""
14527 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:
14529 .. code-block:: c
14531     // In this loop we load from B and spread the elements into array A.
14532     double *A, B; int *C;
14533     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14534       if (C[i] != 0)
14535         A[i] = B[j++];
14536     }
14539 .. code-block:: llvm
14541     ; Load several elements from array B and expand them in a vector.
14542     ; The number of loaded elements is equal to the number of '1' elements in the Mask.
14543     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.expandload.v8f64(double* %Bptr, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14544     ; Store the result in A
14545     call void @llvm.masked.store.v8f64.p0v8f64(<8 x double> %Tmp, <8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask)
14547     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14548     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14549     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14550     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14551     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14554 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of conditional scalar load operations and shuffles.
14555 If all mask elements are '1', the intrinsic behavior is equivalent to the regular unmasked vector load.
14557 .. _int_compressstore:
14559 '``llvm.masked.compressstore.*``' Intrinsics
14560 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14562 Syntax:
14563 """""""
14564 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.
14568       declare void @llvm.masked.compressstore.v8i32  (<8  x i32>   <value>, i32*   <ptr>, <8  x i1> <mask>)
14569       declare void @llvm.masked.compressstore.v16f32 (<16 x float> <value>, float* <ptr>, <16 x i1> <mask>)
14571 Overview:
14572 """""""""
14574 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.
14576 Arguments:
14577 """"""""""
14579 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.
14582 Semantics:
14583 """"""""""
14585 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:
14587 .. code-block:: c
14589     // In this loop we load elements from A and store them consecutively in B
14590     double *A, B; int *C;
14591     for (int i = 0; i < size; ++i) {
14592       if (C[i] != 0)
14593         B[j++] = A[i]
14594     }
14597 .. code-block:: llvm
14599     ; Load elements from A.
14600     %Tmp = call <8 x double> @llvm.masked.load.v8f64.p0v8f64(<8 x double>* %Aptr, i32 8, <8 x i1> %Mask, <8 x double> undef)
14601     ; Store all selected elements consecutively in array B
14602     call <void> @llvm.masked.compressstore.v8f64(<8 x double> %Tmp, double* %Bptr, <8 x i1> %Mask)
14604     ; %Bptr should be increased on each iteration according to the number of '1' elements in the Mask.
14605     %MaskI = bitcast <8 x i1> %Mask to i8
14606     %MaskIPopcnt = call i8 @llvm.ctpop.i8(i8 %MaskI)
14607     %MaskI64 = zext i8 %MaskIPopcnt to i64
14608     %BNextInd = add i64 %BInd, %MaskI64
14611 Other targets may support this intrinsic differently, for example, by lowering it into a sequence of branches that guard scalar store operations.
14614 Memory Use Markers
14615 ------------------
14617 This class of intrinsics provides information about the lifetime of
14618 memory objects and ranges where variables are immutable.
14620 .. _int_lifestart:
14622 '``llvm.lifetime.start``' Intrinsic
14623 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14625 Syntax:
14626 """""""
14630       declare void @llvm.lifetime.start(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14632 Overview:
14633 """""""""
14635 The '``llvm.lifetime.start``' intrinsic specifies the start of a memory
14636 object's lifetime.
14638 Arguments:
14639 """"""""""
14641 The first argument is a constant integer representing the size of the
14642 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14643 to the object.
14645 Semantics:
14646 """"""""""
14648 This intrinsic indicates that before this point in the code, the value
14649 of the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known
14650 to never be used and has an undefined value. A load from the pointer
14651 that precedes this intrinsic can be replaced with ``'undef'``.
14653 .. _int_lifeend:
14655 '``llvm.lifetime.end``' Intrinsic
14656 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14658 Syntax:
14659 """""""
14663       declare void @llvm.lifetime.end(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14665 Overview:
14666 """""""""
14668 The '``llvm.lifetime.end``' intrinsic specifies the end of a memory
14669 object's lifetime.
14671 Arguments:
14672 """"""""""
14674 The first argument is a constant integer representing the size of the
14675 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14676 to the object.
14678 Semantics:
14679 """"""""""
14681 This intrinsic indicates that after this point in the code, the value of
14682 the memory pointed to by ``ptr`` is dead. This means that it is known to
14683 never be used and has an undefined value. Any stores into the memory
14684 object following this intrinsic may be removed as dead.
14686 '``llvm.invariant.start``' Intrinsic
14687 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14689 Syntax:
14690 """""""
14691 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14695       declare {}* @llvm.invariant.start.p0i8(i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14697 Overview:
14698 """""""""
14700 The '``llvm.invariant.start``' intrinsic specifies that the contents of
14701 a memory object will not change.
14703 Arguments:
14704 """"""""""
14706 The first argument is a constant integer representing the size of the
14707 object, or -1 if it is variable sized. The second argument is a pointer
14708 to the object.
14710 Semantics:
14711 """"""""""
14713 This intrinsic indicates that until an ``llvm.invariant.end`` that uses
14714 the return value, the referenced memory location is constant and
14715 unchanging.
14717 '``llvm.invariant.end``' Intrinsic
14718 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14720 Syntax:
14721 """""""
14722 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address space.
14726       declare void @llvm.invariant.end.p0i8({}* <start>, i64 <size>, i8* nocapture <ptr>)
14728 Overview:
14729 """""""""
14731 The '``llvm.invariant.end``' intrinsic specifies that the contents of a
14732 memory object are mutable.
14734 Arguments:
14735 """"""""""
14737 The first argument is the matching ``llvm.invariant.start`` intrinsic.
14738 The second argument is a constant integer representing the size of the
14739 object, or -1 if it is variable sized and the third argument is a
14740 pointer to the object.
14742 Semantics:
14743 """"""""""
14745 This intrinsic indicates that the memory is mutable again.
14747 '``llvm.launder.invariant.group``' Intrinsic
14748 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14750 Syntax:
14751 """""""
14752 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14753 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14754 argument.
14758       declare i8* @llvm.launder.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14760 Overview:
14761 """""""""
14763 The '``llvm.launder.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14764 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new
14765 pointer value that carries fresh invariant group information. It is an
14766 experimental intrinsic, which means that its semantics might change in the
14767 future.
14770 Arguments:
14771 """"""""""
14773 The ``llvm.launder.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14774 to the memory.
14776 Semantics:
14777 """"""""""
14779 Returns another pointer that aliases its argument but which is considered different
14780 for the purposes of ``load``/``store`` ``invariant.group`` metadata.
14781 It does not read any accessible memory and the execution can be speculated.
14783 '``llvm.strip.invariant.group``' Intrinsic
14784 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14786 Syntax:
14787 """""""
14788 This is an overloaded intrinsic. The memory object can belong to any address
14789 space. The returned pointer must belong to the same address space as the
14790 argument.
14794       declare i8* @llvm.strip.invariant.group.p0i8(i8* <ptr>)
14796 Overview:
14797 """""""""
14799 The '``llvm.strip.invariant.group``' intrinsic can be used when an invariant
14800 established by ``invariant.group`` metadata no longer holds, to obtain a new pointer
14801 value that does not carry the invariant information. It is an experimental
14802 intrinsic, which means that its semantics might change in the future.
14805 Arguments:
14806 """"""""""
14808 The ``llvm.strip.invariant.group`` takes only one argument, which is a pointer
14809 to the memory.
14811 Semantics:
14812 """"""""""
14814 Returns another pointer that aliases its argument but which has no associated
14815 ``invariant.group`` metadata.
14816 It does not read any memory and can be speculated.
14820 .. _constrainedfp:
14822 Constrained Floating-Point Intrinsics
14823 -------------------------------------
14825 These intrinsics are used to provide special handling of floating-point
14826 operations when specific rounding mode or floating-point exception behavior is
14827 required.  By default, LLVM optimization passes assume that the rounding mode is
14828 round-to-nearest and that floating-point exceptions will not be monitored.
14829 Constrained FP intrinsics are used to support non-default rounding modes and
14830 accurately preserve exception behavior without compromising LLVM's ability to
14831 optimize FP code when the default behavior is used.
14833 Each of these intrinsics corresponds to a normal floating-point operation.  The
14834 first two arguments and the return value are the same as the corresponding FP
14835 operation.
14837 The third argument is a metadata argument specifying the rounding mode to be
14838 assumed. This argument must be one of the following strings:
14842       "round.dynamic"
14843       "round.tonearest"
14844       "round.downward"
14845       "round.upward"
14846       "round.towardzero"
14848 If this argument is "round.dynamic" optimization passes must assume that the
14849 rounding mode is unknown and may change at runtime.  No transformations that
14850 depend on rounding mode may be performed in this case.
14852 The other possible values for the rounding mode argument correspond to the
14853 similarly named IEEE rounding modes.  If the argument is any of these values
14854 optimization passes may perform transformations as long as they are consistent
14855 with the specified rounding mode.
14857 For example, 'x-0'->'x' is not a valid transformation if the rounding mode is
14858 "round.downward" or "round.dynamic" because if the value of 'x' is +0 then
14859 'x-0' should evaluate to '-0' when rounding downward.  However, this
14860 transformation is legal for all other rounding modes.
14862 For values other than "round.dynamic" optimization passes may assume that the
14863 actual runtime rounding mode (as defined in a target-specific manner) matches
14864 the specified rounding mode, but this is not guaranteed.  Using a specific
14865 non-dynamic rounding mode which does not match the actual rounding mode at
14866 runtime results in undefined behavior.
14868 The fourth argument to the constrained floating-point intrinsics specifies the
14869 required exception behavior.  This argument must be one of the following
14870 strings:
14874       "fpexcept.ignore"
14875       "fpexcept.maytrap"
14876       "fpexcept.strict"
14878 If this argument is "fpexcept.ignore" optimization passes may assume that the
14879 exception status flags will not be read and that floating-point exceptions will
14880 be masked.  This allows transformations to be performed that may change the
14881 exception semantics of the original code.  For example, FP operations may be
14882 speculatively executed in this case whereas they must not be for either of the
14883 other possible values of this argument.
14885 If the exception behavior argument is "fpexcept.maytrap" optimization passes
14886 must avoid transformations that may raise exceptions that would not have been
14887 raised by the original code (such as speculatively executing FP operations), but
14888 passes are not required to preserve all exceptions that are implied by the
14889 original code.  For example, exceptions may be potentially hidden by constant
14890 folding.
14892 If the exception behavior argument is "fpexcept.strict" all transformations must
14893 strictly preserve the floating-point exception semantics of the original code.
14894 Any FP exception that would have been raised by the original code must be raised
14895 by the transformed code, and the transformed code must not raise any FP
14896 exceptions that would not have been raised by the original code.  This is the
14897 exception behavior argument that will be used if the code being compiled reads
14898 the FP exception status flags, but this mode can also be used with code that
14899 unmasks FP exceptions.
14901 The number and order of floating-point exceptions is NOT guaranteed.  For
14902 example, a series of FP operations that each may raise exceptions may be
14903 vectorized into a single instruction that raises each unique exception a single
14904 time.
14907 '``llvm.experimental.constrained.fadd``' Intrinsic
14908 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14910 Syntax:
14911 """""""
14915       declare <type>
14916       @llvm.experimental.constrained.fadd(<type> <op1>, <type> <op2>,
14917                                           metadata <rounding mode>,
14918                                           metadata <exception behavior>)
14920 Overview:
14921 """""""""
14923 The '``llvm.experimental.constrained.fadd``' intrinsic returns the sum of its
14924 two operands.
14927 Arguments:
14928 """"""""""
14930 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fadd``'
14931 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
14932 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
14934 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14935 behavior as described above.
14937 Semantics:
14938 """"""""""
14940 The value produced is the floating-point sum of the two value operands and has
14941 the same type as the operands.
14944 '``llvm.experimental.constrained.fsub``' Intrinsic
14945 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14947 Syntax:
14948 """""""
14952       declare <type>
14953       @llvm.experimental.constrained.fsub(<type> <op1>, <type> <op2>,
14954                                           metadata <rounding mode>,
14955                                           metadata <exception behavior>)
14957 Overview:
14958 """""""""
14960 The '``llvm.experimental.constrained.fsub``' intrinsic returns the difference
14961 of its two operands.
14964 Arguments:
14965 """"""""""
14967 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fsub``'
14968 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
14969 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
14971 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
14972 behavior as described above.
14974 Semantics:
14975 """"""""""
14977 The value produced is the floating-point difference of the two value operands
14978 and has the same type as the operands.
14981 '``llvm.experimental.constrained.fmul``' Intrinsic
14982 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
14984 Syntax:
14985 """""""
14989       declare <type>
14990       @llvm.experimental.constrained.fmul(<type> <op1>, <type> <op2>,
14991                                           metadata <rounding mode>,
14992                                           metadata <exception behavior>)
14994 Overview:
14995 """""""""
14997 The '``llvm.experimental.constrained.fmul``' intrinsic returns the product of
14998 its two operands.
15001 Arguments:
15002 """"""""""
15004 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fmul``'
15005 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15006 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15008 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15009 behavior as described above.
15011 Semantics:
15012 """"""""""
15014 The value produced is the floating-point product of the two value operands and
15015 has the same type as the operands.
15018 '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' Intrinsic
15019 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15021 Syntax:
15022 """""""
15026       declare <type>
15027       @llvm.experimental.constrained.fdiv(<type> <op1>, <type> <op2>,
15028                                           metadata <rounding mode>,
15029                                           metadata <exception behavior>)
15031 Overview:
15032 """""""""
15034 The '``llvm.experimental.constrained.fdiv``' intrinsic returns the quotient of
15035 its two operands.
15038 Arguments:
15039 """"""""""
15041 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fdiv``'
15042 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15043 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15045 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15046 behavior as described above.
15048 Semantics:
15049 """"""""""
15051 The value produced is the floating-point quotient of the two value operands and
15052 has the same type as the operands.
15055 '``llvm.experimental.constrained.frem``' Intrinsic
15056 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15058 Syntax:
15059 """""""
15063       declare <type>
15064       @llvm.experimental.constrained.frem(<type> <op1>, <type> <op2>,
15065                                           metadata <rounding mode>,
15066                                           metadata <exception behavior>)
15068 Overview:
15069 """""""""
15071 The '``llvm.experimental.constrained.frem``' intrinsic returns the remainder
15072 from the division of its two operands.
15075 Arguments:
15076 """"""""""
15078 The first two arguments to the '``llvm.experimental.constrained.frem``'
15079 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector <t_vector>`
15080 of floating-point values. Both arguments must have identical types.
15082 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15083 behavior as described above.  The rounding mode argument has no effect, since
15084 the result of frem is never rounded, but the argument is included for
15085 consistency with the other constrained floating-point intrinsics.
15087 Semantics:
15088 """"""""""
15090 The value produced is the floating-point remainder from the division of the two
15091 value operands and has the same type as the operands.  The remainder has the
15092 same sign as the dividend.
15094 '``llvm.experimental.constrained.fma``' Intrinsic
15095 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15097 Syntax:
15098 """""""
15102       declare <type>
15103       @llvm.experimental.constrained.fma(<type> <op1>, <type> <op2>, <type> <op3>,
15104                                           metadata <rounding mode>,
15105                                           metadata <exception behavior>)
15107 Overview:
15108 """""""""
15110 The '``llvm.experimental.constrained.fma``' intrinsic returns the result of a
15111 fused-multiply-add operation on its operands.
15113 Arguments:
15114 """"""""""
15116 The first three arguments to the '``llvm.experimental.constrained.fma``'
15117 intrinsic must be :ref:`floating-point <t_floating>` or :ref:`vector
15118 <t_vector>` of floating-point values. All arguments must have identical types.
15120 The fourth and fifth arguments specify the rounding mode and exception behavior
15121 as described above.
15123 Semantics:
15124 """"""""""
15126 The result produced is the product of the first two operands added to the third
15127 operand computed with infinite precision, and then rounded to the target
15128 precision.
15130 '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' Intrinsic
15131 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15133 Syntax:
15134 """""""
15138       declare <ty2>
15139       @llvm.experimental.constrained.fptrunc(<type> <value>,
15140                                           metadata <rounding mode>,
15141                                           metadata <exception behavior>)
15143 Overview:
15144 """""""""
15146 The '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``' intrinsic truncates ``value``
15147 to type ``ty2``.
15149 Arguments:
15150 """"""""""
15152 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fptrunc``'
15153 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15154 <t_vector>` of floating point values. This argument must be larger in size
15155 than the result.
15157 The second and third arguments specify the rounding mode and exception 
15158 behavior as described above.
15160 Semantics:
15161 """"""""""
15163 The result produced is a floating point value truncated to be smaller in size
15164 than the operand.
15166 '``llvm.experimental.constrained.fpext``' Intrinsic
15167 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15169 Syntax:
15170 """""""
15174       declare <ty2>
15175       @llvm.experimental.constrained.fpext(<type> <value>,
15176                                           metadata <exception behavior>)
15178 Overview:
15179 """""""""
15181 The '``llvm.experimental.constrained.fpext``' intrinsic extends a 
15182 floating-point ``value`` to a larger floating-point value.
15184 Arguments:
15185 """"""""""
15187 The first argument to the '``llvm.experimental.constrained.fpext``'
15188 intrinsic must be :ref:`floating point <t_floating>` or :ref:`vector
15189 <t_vector>` of floating point values. This argument must be smaller in size
15190 than the result.
15192 The second argument specifies the exception behavior as described above.
15194 Semantics:
15195 """"""""""
15197 The result produced is a floating point value extended to be larger in size
15198 than the operand. All restrictions that apply to the fpext instruction also
15199 apply to this intrinsic.
15201 Constrained libm-equivalent Intrinsics
15202 --------------------------------------
15204 In addition to the basic floating-point operations for which constrained
15205 intrinsics are described above, there are constrained versions of various
15206 operations which provide equivalent behavior to a corresponding libm function.
15207 These intrinsics allow the precise behavior of these operations with respect to
15208 rounding mode and exception behavior to be controlled.
15210 As with the basic constrained floating-point intrinsics, the rounding mode
15211 and exception behavior arguments only control the behavior of the optimizer.
15212 They do not change the runtime floating-point environment.
15215 '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' Intrinsic
15216 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15218 Syntax:
15219 """""""
15223       declare <type>
15224       @llvm.experimental.constrained.sqrt(<type> <op1>,
15225                                           metadata <rounding mode>,
15226                                           metadata <exception behavior>)
15228 Overview:
15229 """""""""
15231 The '``llvm.experimental.constrained.sqrt``' intrinsic returns the square root
15232 of the specified value, returning the same value as the libm '``sqrt``'
15233 functions would, but without setting ``errno``.
15235 Arguments:
15236 """"""""""
15238 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15239 type.
15241 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15242 behavior as described above.
15244 Semantics:
15245 """"""""""
15247 This function returns the nonnegative square root of the specified value.
15248 If the value is less than negative zero, a floating-point exception occurs
15249 and the return value is architecture specific.
15252 '``llvm.experimental.constrained.pow``' Intrinsic
15253 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15255 Syntax:
15256 """""""
15260       declare <type>
15261       @llvm.experimental.constrained.pow(<type> <op1>, <type> <op2>,
15262                                          metadata <rounding mode>,
15263                                          metadata <exception behavior>)
15265 Overview:
15266 """""""""
15268 The '``llvm.experimental.constrained.pow``' intrinsic returns the first operand
15269 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand.
15271 Arguments:
15272 """"""""""
15274 The first two arguments and the return value are floating-point numbers of the
15275 same type.  The second argument specifies the power to which the first argument
15276 should be raised.
15278 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15279 behavior as described above.
15281 Semantics:
15282 """"""""""
15284 This function returns the first value raised to the second power,
15285 returning the same values as the libm ``pow`` functions would, and
15286 handles error conditions in the same way.
15289 '``llvm.experimental.constrained.powi``' Intrinsic
15290 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15292 Syntax:
15293 """""""
15297       declare <type>
15298       @llvm.experimental.constrained.powi(<type> <op1>, i32 <op2>,
15299                                           metadata <rounding mode>,
15300                                           metadata <exception behavior>)
15302 Overview:
15303 """""""""
15305 The '``llvm.experimental.constrained.powi``' intrinsic returns the first operand
15306 raised to the (positive or negative) power specified by the second operand. The
15307 order of evaluation of multiplications is not defined. When a vector of
15308 floating-point type is used, the second argument remains a scalar integer value.
15311 Arguments:
15312 """"""""""
15314 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15315 type.  The second argument is a 32-bit signed integer specifying the power to
15316 which the first argument should be raised.
15318 The third and fourth arguments specify the rounding mode and exception
15319 behavior as described above.
15321 Semantics:
15322 """"""""""
15324 This function returns the first value raised to the second power with an
15325 unspecified sequence of rounding operations.
15328 '``llvm.experimental.constrained.sin``' Intrinsic
15329 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15331 Syntax:
15332 """""""
15336       declare <type>
15337       @llvm.experimental.constrained.sin(<type> <op1>,
15338                                          metadata <rounding mode>,
15339                                          metadata <exception behavior>)
15341 Overview:
15342 """""""""
15344 The '``llvm.experimental.constrained.sin``' intrinsic returns the sine of the
15345 first operand.
15347 Arguments:
15348 """"""""""
15350 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15351 type.
15353 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15354 behavior as described above.
15356 Semantics:
15357 """"""""""
15359 This function returns the sine of the specified operand, returning the
15360 same values as the libm ``sin`` functions would, and handles error
15361 conditions in the same way.
15364 '``llvm.experimental.constrained.cos``' Intrinsic
15365 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15367 Syntax:
15368 """""""
15372       declare <type>
15373       @llvm.experimental.constrained.cos(<type> <op1>,
15374                                          metadata <rounding mode>,
15375                                          metadata <exception behavior>)
15377 Overview:
15378 """""""""
15380 The '``llvm.experimental.constrained.cos``' intrinsic returns the cosine of the
15381 first operand.
15383 Arguments:
15384 """"""""""
15386 The first argument and the return type are floating-point numbers of the same
15387 type.
15389 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15390 behavior as described above.
15392 Semantics:
15393 """"""""""
15395 This function returns the cosine of the specified operand, returning the
15396 same values as the libm ``cos`` functions would, and handles error
15397 conditions in the same way.
15400 '``llvm.experimental.constrained.exp``' Intrinsic
15401 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15403 Syntax:
15404 """""""
15408       declare <type>
15409       @llvm.experimental.constrained.exp(<type> <op1>,
15410                                          metadata <rounding mode>,
15411                                          metadata <exception behavior>)
15413 Overview:
15414 """""""""
15416 The '``llvm.experimental.constrained.exp``' intrinsic computes the base-e
15417 exponential of the specified value.
15419 Arguments:
15420 """"""""""
15422 The first argument and the return value 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 same values as the libm ``exp`` functions
15432 would, and handles error conditions in the same way.
15435 '``llvm.experimental.constrained.exp2``' Intrinsic
15436 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15438 Syntax:
15439 """""""
15443       declare <type>
15444       @llvm.experimental.constrained.exp2(<type> <op1>,
15445                                           metadata <rounding mode>,
15446                                           metadata <exception behavior>)
15448 Overview:
15449 """""""""
15451 The '``llvm.experimental.constrained.exp2``' intrinsic computes the base-2
15452 exponential of the specified value.
15455 Arguments:
15456 """"""""""
15458 The first argument and the return value 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 same values as the libm ``exp2`` functions
15468 would, and handles error conditions in the same way.
15471 '``llvm.experimental.constrained.log``' Intrinsic
15472 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15474 Syntax:
15475 """""""
15479       declare <type>
15480       @llvm.experimental.constrained.log(<type> <op1>,
15481                                          metadata <rounding mode>,
15482                                          metadata <exception behavior>)
15484 Overview:
15485 """""""""
15487 The '``llvm.experimental.constrained.log``' intrinsic computes the base-e
15488 logarithm of the specified value.
15490 Arguments:
15491 """"""""""
15493 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15494 type.
15496 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15497 behavior as described above.
15500 Semantics:
15501 """"""""""
15503 This function returns the same values as the libm ``log`` functions
15504 would, and handles error conditions in the same way.
15507 '``llvm.experimental.constrained.log10``' Intrinsic
15508 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15510 Syntax:
15511 """""""
15515       declare <type>
15516       @llvm.experimental.constrained.log10(<type> <op1>,
15517                                            metadata <rounding mode>,
15518                                            metadata <exception behavior>)
15520 Overview:
15521 """""""""
15523 The '``llvm.experimental.constrained.log10``' intrinsic computes the base-10
15524 logarithm of the specified value.
15526 Arguments:
15527 """"""""""
15529 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15530 type.
15532 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15533 behavior as described above.
15535 Semantics:
15536 """"""""""
15538 This function returns the same values as the libm ``log10`` functions
15539 would, and handles error conditions in the same way.
15542 '``llvm.experimental.constrained.log2``' Intrinsic
15543 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15545 Syntax:
15546 """""""
15550       declare <type>
15551       @llvm.experimental.constrained.log2(<type> <op1>,
15552                                           metadata <rounding mode>,
15553                                           metadata <exception behavior>)
15555 Overview:
15556 """""""""
15558 The '``llvm.experimental.constrained.log2``' intrinsic computes the base-2
15559 logarithm of the specified value.
15561 Arguments:
15562 """"""""""
15564 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15565 type.
15567 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15568 behavior as described above.
15570 Semantics:
15571 """"""""""
15573 This function returns the same values as the libm ``log2`` functions
15574 would, and handles error conditions in the same way.
15577 '``llvm.experimental.constrained.rint``' Intrinsic
15578 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15580 Syntax:
15581 """""""
15585       declare <type>
15586       @llvm.experimental.constrained.rint(<type> <op1>,
15587                                           metadata <rounding mode>,
15588                                           metadata <exception behavior>)
15590 Overview:
15591 """""""""
15593 The '``llvm.experimental.constrained.rint``' intrinsic returns the first
15594 operand rounded to the nearest integer. It may raise an inexact floating-point
15595 exception if the operand is not an integer.
15597 Arguments:
15598 """"""""""
15600 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15601 type.
15603 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15604 behavior as described above.
15606 Semantics:
15607 """"""""""
15609 This function returns the same values as the libm ``rint`` functions
15610 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15611 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15612 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15613 mode argument is only intended as information to the compiler.
15616 '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' Intrinsic
15617 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15619 Syntax:
15620 """""""
15624       declare <type>
15625       @llvm.experimental.constrained.nearbyint(<type> <op1>,
15626                                                metadata <rounding mode>,
15627                                                metadata <exception behavior>)
15629 Overview:
15630 """""""""
15632 The '``llvm.experimental.constrained.nearbyint``' intrinsic returns the first
15633 operand rounded to the nearest integer. It will not raise an inexact
15634 floating-point exception if the operand is not an integer.
15637 Arguments:
15638 """"""""""
15640 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15641 type.
15643 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15644 behavior as described above.
15646 Semantics:
15647 """"""""""
15649 This function returns the same values as the libm ``nearbyint`` functions
15650 would, and handles error conditions in the same way.  The rounding mode is
15651 described, not determined, by the rounding mode argument.  The actual rounding
15652 mode is determined by the runtime floating-point environment.  The rounding
15653 mode argument is only intended as information to the compiler.
15656 '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' Intrinsic
15657 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15659 Syntax:
15660 """""""
15664       declare <type>
15665       @llvm.experimental.constrained.maxnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15666                                             metadata <rounding mode>,
15667                                             metadata <exception behavior>)
15669 Overview:
15670 """""""""
15672 The '``llvm.experimental.constrained.maxnum``' intrinsic returns the maximum
15673 of the two arguments.
15675 Arguments:
15676 """"""""""
15678 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15679 of the same type.
15681 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15682 behavior as described above.
15684 Semantics:
15685 """"""""""
15687 This function follows the IEEE-754 semantics for maxNum. The rounding mode is
15688 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15689 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15690 mode argument is only intended as information to the compiler.
15693 '``llvm.experimental.constrained.minnum``' Intrinsic
15694 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15696 Syntax:
15697 """""""
15701       declare <type>
15702       @llvm.experimental.constrained.minnum(<type> <op1>, <type> <op2>
15703                                             metadata <rounding mode>,
15704                                             metadata <exception behavior>)
15706 Overview:
15707 """""""""
15709 The '``llvm.experimental.constrained.minnum``' intrinsic returns the minimum
15710 of the two arguments.
15712 Arguments:
15713 """"""""""
15715 The first two arguments and the return value are floating-point numbers
15716 of the same type.
15718 The third and forth arguments specify the rounding mode and exception
15719 behavior as described above.
15721 Semantics:
15722 """"""""""
15724 This function follows the IEEE-754 semantics for minNum. The rounding mode is
15725 described, not determined, by the rounding mode argument. The actual rounding
15726 mode is determined by the runtime floating-point environment. The rounding
15727 mode argument is only intended as information to the compiler.
15730 '``llvm.experimental.constrained.ceil``' Intrinsic
15731 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15733 Syntax:
15734 """""""
15738       declare <type>
15739       @llvm.experimental.constrained.ceil(<type> <op1>,
15740                                           metadata <rounding mode>,
15741                                           metadata <exception behavior>)
15743 Overview:
15744 """""""""
15746 The '``llvm.experimental.constrained.ceil``' intrinsic returns the ceiling of the
15747 first operand.
15749 Arguments:
15750 """"""""""
15752 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15753 type.
15755 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15756 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15757 intrinsic.
15759 Semantics:
15760 """"""""""
15762 This function returns the same values as the libm ``ceil`` functions
15763 would and handles error conditions in the same way.
15766 '``llvm.experimental.constrained.floor``' Intrinsic
15767 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15769 Syntax:
15770 """""""
15774       declare <type>
15775       @llvm.experimental.constrained.floor(<type> <op1>,
15776                                            metadata <rounding mode>,
15777                                            metadata <exception behavior>)
15779 Overview:
15780 """""""""
15782 The '``llvm.experimental.constrained.floor``' intrinsic returns the floor of the
15783 first operand.
15785 Arguments:
15786 """"""""""
15788 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15789 type.
15791 The second and third arguments specify the rounding mode and exception
15792 behavior as described above. The rounding mode is currently unused for this
15793 intrinsic.
15795 Semantics:
15796 """"""""""
15798 This function returns the same values as the libm ``floor`` functions
15799 would and handles error conditions in the same way.
15802 '``llvm.experimental.constrained.round``' Intrinsic
15803 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15805 Syntax:
15806 """""""
15810       declare <type>
15811       @llvm.experimental.constrained.round(<type> <op1>,
15812                                            metadata <rounding mode>,
15813                                            metadata <exception behavior>)
15815 Overview:
15816 """""""""
15818 The '``llvm.experimental.constrained.round``' intrinsic returns the first
15819 operand rounded to the nearest integer.
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 ``round`` functions
15835 would and handles error conditions in the same way.
15838 '``llvm.experimental.constrained.trunc``' Intrinsic
15839 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15841 Syntax:
15842 """""""
15846       declare <type>
15847       @llvm.experimental.constrained.trunc(<type> <op1>,
15848                                            metadata <truncing mode>,
15849                                            metadata <exception behavior>)
15851 Overview:
15852 """""""""
15854 The '``llvm.experimental.constrained.trunc``' intrinsic returns the first
15855 operand rounded to the nearest integer not larger in magnitude than the
15856 operand.
15858 Arguments:
15859 """"""""""
15861 The first argument and the return value are floating-point numbers of the same
15862 type.
15864 The second and third arguments specify the truncing mode and exception
15865 behavior as described above. The truncing mode is currently unused for this
15866 intrinsic.
15868 Semantics:
15869 """"""""""
15871 This function returns the same values as the libm ``trunc`` functions
15872 would and handles error conditions in the same way.
15875 General Intrinsics
15876 ------------------
15878 This class of intrinsics is designed to be generic and has no specific
15879 purpose.
15881 '``llvm.var.annotation``' Intrinsic
15882 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15884 Syntax:
15885 """""""
15889       declare void @llvm.var.annotation(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15891 Overview:
15892 """""""""
15894 The '``llvm.var.annotation``' intrinsic.
15896 Arguments:
15897 """"""""""
15899 The first argument is a pointer to a value, the second is a pointer to a
15900 global string, the third is a pointer to a global string which is the
15901 source file name, and the last argument is the line number.
15903 Semantics:
15904 """"""""""
15906 This intrinsic allows annotation of local variables with arbitrary
15907 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want
15908 to look for these annotations. These have no other defined use; they are
15909 ignored by code generation and optimization.
15911 '``llvm.ptr.annotation.*``' Intrinsic
15912 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15914 Syntax:
15915 """""""
15917 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.ptr.annotation``' on a
15918 pointer to an integer of any width. *NOTE* you must specify an address space for
15919 the pointer. The identifier for the default address space is the integer
15920 '``0``'.
15924       declare i8*   @llvm.ptr.annotation.p<address space>i8(i8* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15925       declare i16*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i16(i16* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15926       declare i32*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i32(i32* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15927       declare i64*  @llvm.ptr.annotation.p<address space>i64(i64* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15928       declare i256* @llvm.ptr.annotation.p<address space>i256(i256* <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15930 Overview:
15931 """""""""
15933 The '``llvm.ptr.annotation``' intrinsic.
15935 Arguments:
15936 """"""""""
15938 The first argument is a pointer to an integer value of arbitrary bitwidth
15939 (result of some expression), the second is a pointer to a global string, the
15940 third is a pointer to a global string which is the source file name, and the
15941 last argument is the line number. It returns the value of the first argument.
15943 Semantics:
15944 """"""""""
15946 This intrinsic allows annotation of a pointer to an integer with arbitrary
15947 strings. This can be useful for special purpose optimizations that want to look
15948 for these annotations. These have no other defined use; they are ignored by code
15949 generation and optimization.
15951 '``llvm.annotation.*``' Intrinsic
15952 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15954 Syntax:
15955 """""""
15957 This is an overloaded intrinsic. You can use '``llvm.annotation``' on
15958 any integer bit width.
15962       declare i8 @llvm.annotation.i8(i8 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15963       declare i16 @llvm.annotation.i16(i16 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15964       declare i32 @llvm.annotation.i32(i32 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15965       declare i64 @llvm.annotation.i64(i64 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15966       declare i256 @llvm.annotation.i256(i256 <val>, i8* <str>, i8* <str>, i32  <int>)
15968 Overview:
15969 """""""""
15971 The '``llvm.annotation``' intrinsic.
15973 Arguments:
15974 """"""""""
15976 The first argument is an integer value (result of some expression), the
15977 second is a pointer to a global string, the third is a pointer to a
15978 global string which is the source file name, and the last argument is
15979 the line number. It returns the value of the first argument.
15981 Semantics:
15982 """"""""""
15984 This intrinsic allows annotations to be put on arbitrary expressions
15985 with arbitrary strings. This can be useful for special purpose
15986 optimizations that want to look for these annotations. These have no
15987 other defined use; they are ignored by code generation and optimization.
15989 '``llvm.codeview.annotation``' Intrinsic
15990 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
15992 Syntax:
15993 """""""
15995 This annotation emits a label at its program point and an associated
15996 ``S_ANNOTATION`` codeview record with some additional string metadata. This is
15997 used to implement MSVC's ``__annotation`` intrinsic. It is marked
15998 ``noduplicate``, so calls to this intrinsic prevent inlining and should be
15999 considered expensive.
16003       declare void @llvm.codeview.annotation(metadata)
16005 Arguments:
16006 """"""""""
16008 The argument should be an MDTuple containing any number of MDStrings.
16010 '``llvm.trap``' Intrinsic
16011 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16013 Syntax:
16014 """""""
16018       declare void @llvm.trap() cold noreturn nounwind
16020 Overview:
16021 """""""""
16023 The '``llvm.trap``' intrinsic.
16025 Arguments:
16026 """"""""""
16028 None.
16030 Semantics:
16031 """"""""""
16033 This intrinsic is lowered to the target dependent trap instruction. If
16034 the target does not have a trap instruction, this intrinsic will be
16035 lowered to a call of the ``abort()`` function.
16037 '``llvm.debugtrap``' Intrinsic
16038 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16040 Syntax:
16041 """""""
16045       declare void @llvm.debugtrap() nounwind
16047 Overview:
16048 """""""""
16050 The '``llvm.debugtrap``' intrinsic.
16052 Arguments:
16053 """"""""""
16055 None.
16057 Semantics:
16058 """"""""""
16060 This intrinsic is lowered to code which is intended to cause an
16061 execution trap with the intention of requesting the attention of a
16062 debugger.
16064 '``llvm.stackprotector``' Intrinsic
16065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16067 Syntax:
16068 """""""
16072       declare void @llvm.stackprotector(i8* <guard>, i8** <slot>)
16074 Overview:
16075 """""""""
16077 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic takes the ``guard`` and stores it
16078 onto the stack at ``slot``. The stack slot is adjusted to ensure that it
16079 is placed on the stack before local variables.
16081 Arguments:
16082 """"""""""
16084 The ``llvm.stackprotector`` intrinsic requires two pointer arguments.
16085 The first argument is the value loaded from the stack guard
16086 ``@__stack_chk_guard``. The second variable is an ``alloca`` that has
16087 enough space to hold the value of the guard.
16089 Semantics:
16090 """"""""""
16092 This intrinsic causes the prologue/epilogue inserter to force the position of
16093 the ``AllocaInst`` stack slot to be before local variables on the stack. This is
16094 to ensure that if a local variable on the stack is overwritten, it will destroy
16095 the value of the guard. When the function exits, the guard on the stack is
16096 checked against the original guard by ``llvm.stackprotectorcheck``. If they are
16097 different, then ``llvm.stackprotectorcheck`` causes the program to abort by
16098 calling the ``__stack_chk_fail()`` function.
16100 '``llvm.stackguard``' Intrinsic
16101 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16103 Syntax:
16104 """""""
16108       declare i8* @llvm.stackguard()
16110 Overview:
16111 """""""""
16113 The ``llvm.stackguard`` intrinsic returns the system stack guard value.
16115 It should not be generated by frontends, since it is only for internal usage.
16116 The reason why we create this intrinsic is that we still support IR form Stack
16117 Protector in FastISel.
16119 Arguments:
16120 """"""""""
16122 None.
16124 Semantics:
16125 """"""""""
16127 On some platforms, the value returned by this intrinsic remains unchanged
16128 between loads in the same thread. On other platforms, it returns the same
16129 global variable value, if any, e.g. ``@__stack_chk_guard``.
16131 Currently some platforms have IR-level customized stack guard loading (e.g.
16132 X86 Linux) that is not handled by ``llvm.stackguard()``, while they should be
16133 in the future.
16135 '``llvm.objectsize``' Intrinsic
16136 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16138 Syntax:
16139 """""""
16143       declare i32 @llvm.objectsize.i32(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16144       declare i64 @llvm.objectsize.i64(i8* <object>, i1 <min>, i1 <nullunknown>, i1 <dynamic>)
16146 Overview:
16147 """""""""
16149 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is designed to provide information to the
16150 optimizer to determine whether a) an operation (like memcpy) will overflow a
16151 buffer that corresponds to an object, or b) that a runtime check for overflow
16152 isn't necessary. An object in this context means an allocation of a specific
16153 class, structure, array, or other object.
16155 Arguments:
16156 """"""""""
16158 The ``llvm.objectsize`` intrinsic takes four arguments. The first argument is a
16159 pointer to or into the ``object``. The second argument determines whether
16160 ``llvm.objectsize`` returns 0 (if true) or -1 (if false) when the object size is
16161 unknown. The third argument controls how ``llvm.objectsize`` acts when ``null``
16162 in address space 0 is used as its pointer argument. If it's ``false``,
16163 ``llvm.objectsize`` reports 0 bytes available when given ``null``. Otherwise, if
16164 the ``null`` is in a non-zero address space or if ``true`` is given for the
16165 third argument of ``llvm.objectsize``, we assume its size is unknown. The fourth
16166 argument to ``llvm.objectsize`` determines if the value should be evaluated at
16167 runtime.
16169 The second, third, and fourth arguments only accept constants.
16171 Semantics:
16172 """"""""""
16174 The ``llvm.objectsize`` intrinsic is lowered to a value representing the size of
16175 the object concerned. If the size cannot be determined, ``llvm.objectsize``
16176 returns ``i32/i64 -1 or 0`` (depending on the ``min`` argument).
16178 '``llvm.expect``' Intrinsic
16179 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16181 Syntax:
16182 """""""
16184 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.expect`` on any
16185 integer bit width.
16189       declare i1 @llvm.expect.i1(i1 <val>, i1 <expected_val>)
16190       declare i32 @llvm.expect.i32(i32 <val>, i32 <expected_val>)
16191       declare i64 @llvm.expect.i64(i64 <val>, i64 <expected_val>)
16193 Overview:
16194 """""""""
16196 The ``llvm.expect`` intrinsic provides information about expected (the
16197 most probable) value of ``val``, which can be used by optimizers.
16199 Arguments:
16200 """"""""""
16202 The ``llvm.expect`` intrinsic takes two arguments. The first argument is
16203 a value. The second argument is an expected value.
16205 Semantics:
16206 """"""""""
16208 This intrinsic is lowered to the ``val``.
16210 .. _int_assume:
16212 '``llvm.assume``' Intrinsic
16213 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16215 Syntax:
16216 """""""
16220       declare void @llvm.assume(i1 %cond)
16222 Overview:
16223 """""""""
16225 The ``llvm.assume`` allows the optimizer to assume that the provided
16226 condition is true. This information can then be used in simplifying other parts
16227 of the code.
16229 Arguments:
16230 """"""""""
16232 The condition which the optimizer may assume is always true.
16234 Semantics:
16235 """"""""""
16237 The intrinsic allows the optimizer to assume that the provided condition is
16238 always true whenever the control flow reaches the intrinsic call. No code is
16239 generated for this intrinsic, and instructions that contribute only to the
16240 provided condition are not used for code generation. If the condition is
16241 violated during execution, the behavior is undefined.
16243 Note that the optimizer might limit the transformations performed on values
16244 used by the ``llvm.assume`` intrinsic in order to preserve the instructions
16245 only used to form the intrinsic's input argument. This might prove undesirable
16246 if the extra information provided by the ``llvm.assume`` intrinsic does not cause
16247 sufficient overall improvement in code quality. For this reason,
16248 ``llvm.assume`` should not be used to document basic mathematical invariants
16249 that the optimizer can otherwise deduce or facts that are of little use to the
16250 optimizer.
16252 .. _int_ssa_copy:
16254 '``llvm.ssa_copy``' Intrinsic
16255 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16257 Syntax:
16258 """""""
16262       declare type @llvm.ssa_copy(type %operand) returned(1) readnone
16264 Arguments:
16265 """"""""""
16267 The first argument is an operand which is used as the returned value.
16269 Overview:
16270 """"""""""
16272 The ``llvm.ssa_copy`` intrinsic can be used to attach information to
16273 operations by copying them and giving them new names.  For example,
16274 the PredicateInfo utility uses it to build Extended SSA form, and
16275 attach various forms of information to operands that dominate specific
16276 uses.  It is not meant for general use, only for building temporary
16277 renaming forms that require value splits at certain points.
16279 .. _type.test:
16281 '``llvm.type.test``' Intrinsic
16282 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16284 Syntax:
16285 """""""
16289       declare i1 @llvm.type.test(i8* %ptr, metadata %type) nounwind readnone
16292 Arguments:
16293 """"""""""
16295 The first argument is a pointer to be tested. The second argument is a
16296 metadata object representing a :doc:`type identifier <TypeMetadata>`.
16298 Overview:
16299 """""""""
16301 The ``llvm.type.test`` intrinsic tests whether the given pointer is associated
16302 with the given type identifier.
16304 '``llvm.type.checked.load``' Intrinsic
16305 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16307 Syntax:
16308 """""""
16312       declare {i8*, i1} @llvm.type.checked.load(i8* %ptr, i32 %offset, metadata %type) argmemonly nounwind readonly
16315 Arguments:
16316 """"""""""
16318 The first argument is a pointer from which to load a function pointer. The
16319 second argument is the byte offset from which to load the function pointer. The
16320 third argument is a metadata object representing a :doc:`type identifier
16321 <TypeMetadata>`.
16323 Overview:
16324 """""""""
16326 The ``llvm.type.checked.load`` intrinsic safely loads a function pointer from a
16327 virtual table pointer using type metadata. This intrinsic is used to implement
16328 control flow integrity in conjunction with virtual call optimization. The
16329 virtual call optimization pass will optimize away ``llvm.type.checked.load``
16330 intrinsics associated with devirtualized calls, thereby removing the type
16331 check in cases where it is not needed to enforce the control flow integrity
16332 constraint.
16334 If the given pointer is associated with a type metadata identifier, this
16335 function returns true as the second element of its return value. (Note that
16336 the function may also return true if the given pointer is not associated
16337 with a type metadata identifier.) If the function's return value's second
16338 element is true, the following rules apply to the first element:
16340 - If the given pointer is associated with the given type metadata identifier,
16341   it is the function pointer loaded from the given byte offset from the given
16342   pointer.
16344 - If the given pointer is not associated with the given type metadata
16345   identifier, it is one of the following (the choice of which is unspecified):
16347   1. The function pointer that would have been loaded from an arbitrarily chosen
16348      (through an unspecified mechanism) pointer associated with the type
16349      metadata.
16351   2. If the function has a non-void return type, a pointer to a function that
16352      returns an unspecified value without causing side effects.
16354 If the function's return value's second element is false, the value of the
16355 first element is undefined.
16358 '``llvm.donothing``' Intrinsic
16359 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16361 Syntax:
16362 """""""
16366       declare void @llvm.donothing() nounwind readnone
16368 Overview:
16369 """""""""
16371 The ``llvm.donothing`` intrinsic doesn't perform any operation. It's one of only
16372 three intrinsics (besides ``llvm.experimental.patchpoint`` and
16373 ``llvm.experimental.gc.statepoint``) that can be called with an invoke
16374 instruction.
16376 Arguments:
16377 """"""""""
16379 None.
16381 Semantics:
16382 """"""""""
16384 This intrinsic does nothing, and it's removed by optimizers and ignored
16385 by codegen.
16387 '``llvm.experimental.deoptimize``' Intrinsic
16388 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16390 Syntax:
16391 """""""
16395       declare type @llvm.experimental.deoptimize(...) [ "deopt"(...) ]
16397 Overview:
16398 """""""""
16400 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16401 <deopt_opbundles>`, allow frontends to express transfer of control and
16402 frame-local state from the currently executing (typically more specialized,
16403 hence faster) version of a function into another (typically more generic, hence
16404 slower) version.
16406 In languages with a fully integrated managed runtime like Java and JavaScript
16407 this intrinsic can be used to implement "uncommon trap" or "side exit" like
16408 functionality.  In unmanaged languages like C and C++, this intrinsic can be
16409 used to represent the slow paths of specialized functions.
16412 Arguments:
16413 """"""""""
16415 The intrinsic takes an arbitrary number of arguments, whose meaning is
16416 decided by the :ref:`lowering strategy<deoptimize_lowering>`.
16418 Semantics:
16419 """"""""""
16421 The ``@llvm.experimental.deoptimize`` intrinsic executes an attached
16422 deoptimization continuation (denoted using a :ref:`deoptimization
16423 operand bundle <deopt_opbundles>`) and returns the value returned by
16424 the deoptimization continuation.  Defining the semantic properties of
16425 the continuation itself is out of scope of the language reference --
16426 as far as LLVM is concerned, the deoptimization continuation can
16427 invoke arbitrary side effects, including reading from and writing to
16428 the entire heap.
16430 Deoptimization continuations expressed using ``"deopt"`` operand bundles always
16431 continue execution to the end of the physical frame containing them, so all
16432 calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` must be in "tail position":
16434    - ``@llvm.experimental.deoptimize`` cannot be invoked.
16435    - The call must immediately precede a :ref:`ret <i_ret>` instruction.
16436    - The ``ret`` instruction must return the value produced by the
16437      ``@llvm.experimental.deoptimize`` call if there is one, or void.
16439 Note that the above restrictions imply that the return type for a call to
16440 ``@llvm.experimental.deoptimize`` will match the return type of its immediate
16441 caller.
16443 The inliner composes the ``"deopt"`` continuations of the caller into the
16444 ``"deopt"`` continuations present in the inlinee, and also updates calls to this
16445 intrinsic to return directly from the frame of the function it inlined into.
16447 All declarations of ``@llvm.experimental.deoptimize`` must share the
16448 same calling convention.
16450 .. _deoptimize_lowering:
16452 Lowering:
16453 """""""""
16455 Calls to ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered to calls to the
16456 symbol ``__llvm_deoptimize`` (it is the frontend's responsibility to
16457 ensure that this symbol is defined).  The call arguments to
16458 ``@llvm.experimental.deoptimize`` are lowered as if they were formal
16459 arguments of the specified types, and not as varargs.
16462 '``llvm.experimental.guard``' Intrinsic
16463 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16465 Syntax:
16466 """""""
16470       declare void @llvm.experimental.guard(i1, ...) [ "deopt"(...) ]
16472 Overview:
16473 """""""""
16475 This intrinsic, together with :ref:`deoptimization operand bundles
16476 <deopt_opbundles>`, allows frontends to express guards or checks on
16477 optimistic assumptions made during compilation.  The semantics of
16478 ``@llvm.experimental.guard`` is defined in terms of
16479 ``@llvm.experimental.deoptimize`` -- its body is defined to be
16480 equivalent to:
16482 .. code-block:: text
16484   define void @llvm.experimental.guard(i1 %pred, <args...>) {
16485     %realPred = and i1 %pred, undef
16486     br i1 %realPred, label %continue, label %leave [, !make.implicit !{}]
16488   leave:
16489     call void @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"() ]
16490     ret void
16492   continue:
16493     ret void
16494   }
16497 with the optional ``[, !make.implicit !{}]`` present if and only if it
16498 is present on the call site.  For more details on ``!make.implicit``,
16499 see :doc:`FaultMaps`.
16501 In words, ``@llvm.experimental.guard`` executes the attached
16502 ``"deopt"`` continuation if (but **not** only if) its first argument
16503 is ``false``.  Since the optimizer is allowed to replace the ``undef``
16504 with an arbitrary value, it can optimize guard to fail "spuriously",
16505 i.e. without the original condition being false (hence the "not only
16506 if"); and this allows for "check widening" type optimizations.
16508 ``@llvm.experimental.guard`` cannot be invoked.
16511 '``llvm.experimental.widenable.condition``' Intrinsic
16512 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16514 Syntax:
16515 """""""
16519       declare i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16521 Overview:
16522 """""""""
16524 This intrinsic represents a "widenable condition" which is
16525 boolean expressions with the following property: whether this
16526 expression is `true` or `false`, the program is correct and
16527 well-defined.
16529 Together with :ref:`deoptimization operand bundles <deopt_opbundles>`,
16530 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` allows frontends to
16531 express guards or checks on optimistic assumptions made during
16532 compilation and represent them as branch instructions on special
16533 conditions.
16535 While this may appear similar in semantics to `undef`, it is very
16536 different in that an invocation produces a particular, singular
16537 value. It is also intended to be lowered late, and remain available
16538 for specific optimizations and transforms that can benefit from its
16539 special properties.
16541 Arguments:
16542 """"""""""
16544 None.
16546 Semantics:
16547 """"""""""
16549 The intrinsic ``@llvm.experimental.widenable.condition()``
16550 returns either `true` or `false`. For each evaluation of a call
16551 to this intrinsic, the program must be valid and correct both if
16552 it returns `true` and if it returns `false`. This allows
16553 transformation passes to replace evaluations of this intrinsic
16554 with either value whenever one is beneficial.
16556 When used in a branch condition, it allows us to choose between
16557 two alternative correct solutions for the same problem, like
16558 in example below:
16560 .. code-block:: text
16562     %cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16563     br i1 %cond, label %solution_1, label %solution_2
16565   label %fast_path:
16566     ; Apply memory-consuming but fast solution for a task.
16568   label %slow_path:
16569     ; Cheap in memory but slow solution.
16571 Whether the result of intrinsic's call is `true` or `false`,
16572 it should be correct to pick either solution. We can switch
16573 between them by replacing the result of
16574 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` with different
16575 `i1` expressions.
16577 This is how it can be used to represent guards as widenable branches:
16579 .. code-block:: text
16581   block:
16582     ; Unguarded instructions
16583     call void @llvm.experimental.guard(i1 %cond, <args...>) ["deopt"(<deopt_args...>)]
16584     ; Guarded instructions
16586 Can be expressed in an alternative equivalent form of explicit branch using
16587 ``@llvm.experimental.widenable.condition``:
16589 .. code-block:: text
16591   block:
16592     ; Unguarded instructions
16593     %widenable_condition = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16594     %guard_condition = and i1 %cond, %widenable_condition
16595     br i1 %guard_condition, label %guarded, label %deopt
16597   guarded:
16598     ; Guarded instructions
16600   deopt:
16601     call type @llvm.experimental.deoptimize(<args...>) [ "deopt"(<deopt_args...>) ]
16603 So the block `guarded` is only reachable when `%cond` is `true`,
16604 and it should be valid to go to the block `deopt` whenever `%cond`
16605 is `true` or `false`.
16607 ``@llvm.experimental.widenable.condition`` will never throw, thus
16608 it cannot be invoked.
16610 Guard widening:
16611 """""""""""""""
16613 When ``@llvm.experimental.widenable.condition()`` is used in
16614 condition of a guard represented as explicit branch, it is
16615 legal to widen the guard's condition with any additional
16616 conditions.
16618 Guard widening looks like replacement of
16620 .. code-block:: text
16622   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16623   %guard_cond = and i1 %cond, %widenable_cond
16624   br i1 %guard_cond, label %guarded, label %deopt
16626 with
16628 .. code-block:: text
16630   %widenable_cond = call i1 @llvm.experimental.widenable.condition()
16631   %new_cond = and i1 %any_other_cond, %widenable_cond
16632   %new_guard_cond = and i1 %cond, %new_cond
16633   br i1 %new_guard_cond, label %guarded, label %deopt
16635 for this branch. Here `%any_other_cond` is an arbitrarily chosen
16636 well-defined `i1` value. By making guard widening, we may
16637 impose stricter conditions on `guarded` block and bail to the
16638 deopt when the new condition is not met.
16640 Lowering:
16641 """""""""
16643 Default lowering strategy is replacing the result of
16644 call of ``@llvm.experimental.widenable.condition``  with
16645 constant `true`. However it is always correct to replace
16646 it with any other `i1` value. Any pass can
16647 freely do it if it can benefit from non-default lowering.
16650 '``llvm.load.relative``' Intrinsic
16651 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16653 Syntax:
16654 """""""
16658       declare i8* @llvm.load.relative.iN(i8* %ptr, iN %offset) argmemonly nounwind readonly
16660 Overview:
16661 """""""""
16663 This intrinsic loads a 32-bit value from the address ``%ptr + %offset``,
16664 adds ``%ptr`` to that value and returns it. The constant folder specifically
16665 recognizes the form of this intrinsic and the constant initializers it may
16666 load from; if a loaded constant initializer is known to have the form
16667 ``i32 trunc(x - %ptr)``, the intrinsic call is folded to ``x``.
16669 LLVM provides that the calculation of such a constant initializer will
16670 not overflow at link time under the medium code model if ``x`` is an
16671 ``unnamed_addr`` function. However, it does not provide this guarantee for
16672 a constant initializer folded into a function body. This intrinsic can be
16673 used to avoid the possibility of overflows when loading from such a constant.
16675 '``llvm.sideeffect``' Intrinsic
16676 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16678 Syntax:
16679 """""""
16683       declare void @llvm.sideeffect() inaccessiblememonly nounwind
16685 Overview:
16686 """""""""
16688 The ``llvm.sideeffect`` intrinsic doesn't perform any operation. Optimizers
16689 treat it as having side effects, so it can be inserted into a loop to
16690 indicate that the loop shouldn't be assumed to terminate (which could
16691 potentially lead to the loop being optimized away entirely), even if it's
16692 an infinite loop with no other side effects.
16694 Arguments:
16695 """"""""""
16697 None.
16699 Semantics:
16700 """"""""""
16702 This intrinsic actually does nothing, but optimizers must assume that it
16703 has externally observable side effects.
16705 '``llvm.is.constant.*``' Intrinsic
16706 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16708 Syntax:
16709 """""""
16711 This is an overloaded intrinsic. You can use llvm.is.constant with any argument type.
16715       declare i1 @llvm.is.constant.i32(i32 %operand) nounwind readnone
16716       declare i1 @llvm.is.constant.f32(float %operand) nounwind readnone
16717       declare i1 @llvm.is.constant.TYPENAME(TYPE %operand) nounwind readnone
16719 Overview:
16720 """""""""
16722 The '``llvm.is.constant``' intrinsic will return true if the argument
16723 is known to be a manifest compile-time constant. It is guaranteed to
16724 fold to either true or false before generating machine code.
16726 Semantics:
16727 """"""""""
16729 This intrinsic generates no code. If its argument is known to be a
16730 manifest compile-time constant value, then the intrinsic will be
16731 converted to a constant true value. Otherwise, it will be converted to
16732 a constant false value.
16734 In particular, note that if the argument is a constant expression
16735 which refers to a global (the address of which _is_ a constant, but
16736 not manifest during the compile), then the intrinsic evaluates to
16737 false.
16739 The result also intentionally depends on the result of optimization
16740 passes -- e.g., the result can change depending on whether a
16741 function gets inlined or not. A function's parameters are
16742 obviously not constant. However, a call like
16743 ``llvm.is.constant.i32(i32 %param)`` *can* return true after the
16744 function is inlined, if the value passed to the function parameter was
16745 a constant.
16747 On the other hand, if constant folding is not run, it will never
16748 evaluate to true, even in simple cases.
16750 Stack Map Intrinsics
16751 --------------------
16753 LLVM provides experimental intrinsics to support runtime patching
16754 mechanisms commonly desired in dynamic language JITs. These intrinsics
16755 are described in :doc:`StackMaps`.
16757 Element Wise Atomic Memory Intrinsics
16758 -------------------------------------
16760 These intrinsics are similar to the standard library memory intrinsics except
16761 that they perform memory transfer as a sequence of atomic memory accesses.
16763 .. _int_memcpy_element_unordered_atomic:
16765 '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16766 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16768 Syntax:
16769 """""""
16771 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memcpy.element.unordered.atomic`` on
16772 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16773 support all bit widths however.
16777       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16778                                                                        i8* <src>,
16779                                                                        i32 <len>,
16780                                                                        i32 <element_size>)
16781       declare void @llvm.memcpy.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16782                                                                        i8* <src>,
16783                                                                        i64 <len>,
16784                                                                        i32 <element_size>)
16786 Overview:
16787 """""""""
16789 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
16790 '``llvm.memcpy.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and ``src`` are treated
16791 as arrays with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the copy between
16792 buffers uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations
16793 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
16795 Arguments:
16796 """"""""""
16798 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memcpy <int_memcpy>`
16799 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
16800 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
16801 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
16803 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
16804 target-specific atomic access size limit.
16806 For each of the input pointers ``align`` parameter attribute must be specified. It
16807 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
16808 both the source and destination pointers are aligned to that boundary.
16810 Semantics:
16811 """"""""""
16813 The '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes of
16814 memory from the source location to the destination location. These locations are not
16815 allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store operations
16816 where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size`` bytes wide and
16817 aligned at an ``element_size`` boundary.
16819 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16820 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16821 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source and
16822 destination provided those reads and writes are unordered atomic when specified.
16824 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16825 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16826 destination.
16828 Lowering:
16829 """""""""
16831 In the most general case call to the '``llvm.memcpy.element.unordered.atomic.*``' is
16832 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memcpy_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
16833 is replaced with an actual element size.
16835 Optimizer is allowed to inline memory copy when it's profitable to do so.
16837 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16838 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16840 Syntax:
16841 """""""
16843 This is an overloaded intrinsic. You can use
16844 ``llvm.memmove.element.unordered.atomic`` on any integer bit width and for
16845 different address spaces. Not all targets support all bit widths however.
16849       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i32(i8* <dest>,
16850                                                                         i8* <src>,
16851                                                                         i32 <len>,
16852                                                                         i32 <element_size>)
16853       declare void @llvm.memmove.element.unordered.atomic.p0i8.p0i8.i64(i8* <dest>,
16854                                                                         i8* <src>,
16855                                                                         i64 <len>,
16856                                                                         i32 <element_size>)
16858 Overview:
16859 """""""""
16861 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization
16862 of the '``llvm.memmove.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` and
16863 ``src`` are treated as arrays with elements that are exactly ``element_size``
16864 bytes, and the copy between buffers uses a sequence of
16865 :ref:`unordered atomic <ordering>` load/store operations that are a positive
16866 integer multiple of the ``element_size`` in size.
16868 Arguments:
16869 """"""""""
16871 The first three arguments are the same as they are in the
16872 :ref:`@llvm.memmove <int_memmove>` intrinsic, with the added constraint that
16873 ``len`` is required to be a positive integer multiple of the ``element_size``.
16874 If ``len`` is not a positive integer multiple of ``element_size``, then the
16875 behaviour of the intrinsic is undefined.
16877 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no
16878 greater than a target-specific atomic access size limit.
16880 For each of the input pointers the ``align`` parameter attribute must be
16881 specified. It must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller
16882 guarantees that both the source and destination pointers are aligned to that
16883 boundary.
16885 Semantics:
16886 """"""""""
16888 The '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' intrinsic copies ``len`` bytes
16889 of memory from the source location to the destination location. These locations
16890 are allowed to overlap. The memory copy is performed as a sequence of load/store
16891 operations where each access is guaranteed to be a multiple of ``element_size``
16892 bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
16894 The order of the copy is unspecified. The same value may be read from the source
16895 buffer many times, but only one write is issued to the destination buffer per
16896 element. It is well defined to have concurrent reads and writes to both source
16897 and destination provided those reads and writes are unordered atomic when
16898 specified.
16900 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16901 provided by a set of unordered loads from the source location and stores to the
16902 destination.
16904 Lowering:
16905 """""""""
16907 In the most general case call to the
16908 '``llvm.memmove.element.unordered.atomic.*``' is lowered to a call to the symbol
16909 ``__llvm_memmove_element_unordered_atomic_*``. Where '*' is replaced with an
16910 actual element size.
16912 The optimizer is allowed to inline the memory copy when it's profitable to do so.
16914 .. _int_memset_element_unordered_atomic:
16916 '``llvm.memset.element.unordered.atomic``' Intrinsic
16917 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16919 Syntax:
16920 """""""
16922 This is an overloaded intrinsic. You can use ``llvm.memset.element.unordered.atomic`` on
16923 any integer bit width and for different address spaces. Not all targets
16924 support all bit widths however.
16928       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i32(i8* <dest>,
16929                                                                   i8 <value>,
16930                                                                   i32 <len>,
16931                                                                   i32 <element_size>)
16932       declare void @llvm.memset.element.unordered.atomic.p0i8.i64(i8* <dest>,
16933                                                                   i8 <value>,
16934                                                                   i64 <len>,
16935                                                                   i32 <element_size>)
16937 Overview:
16938 """""""""
16940 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic is a specialization of the
16941 '``llvm.memset.*``' intrinsic. It differs in that the ``dest`` is treated as an array
16942 with elements that are exactly ``element_size`` bytes, and the assignment to that array
16943 uses uses a sequence of :ref:`unordered atomic <ordering>` store operations
16944 that are a positive integer multiple of the ``element_size`` in size.
16946 Arguments:
16947 """"""""""
16949 The first three arguments are the same as they are in the :ref:`@llvm.memset <int_memset>`
16950 intrinsic, with the added constraint that ``len`` is required to be a positive integer
16951 multiple of the ``element_size``. If ``len`` is not a positive integer multiple of
16952 ``element_size``, then the behaviour of the intrinsic is undefined.
16954 ``element_size`` must be a compile-time constant positive power of two no greater than
16955 target-specific atomic access size limit.
16957 The ``dest`` input pointer must have the ``align`` parameter attribute specified. It
16958 must be a power of two no less than the ``element_size``. Caller guarantees that
16959 the destination pointer is aligned to that boundary.
16961 Semantics:
16962 """"""""""
16964 The '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' intrinsic sets the ``len`` bytes of
16965 memory starting at the destination location to the given ``value``. The memory is
16966 set with a sequence of store operations where each access is guaranteed to be a
16967 multiple of ``element_size`` bytes wide and aligned at an ``element_size`` boundary.
16969 The order of the assignment is unspecified. Only one write is issued to the
16970 destination buffer per element. It is well defined to have concurrent reads and
16971 writes to the destination provided those reads and writes are unordered atomic
16972 when specified.
16974 This intrinsic does not provide any additional ordering guarantees over those
16975 provided by a set of unordered stores to the destination.
16977 Lowering:
16978 """""""""
16980 In the most general case call to the '``llvm.memset.element.unordered.atomic.*``' is
16981 lowered to a call to the symbol ``__llvm_memset_element_unordered_atomic_*``. Where '*'
16982 is replaced with an actual element size.
16984 The optimizer is allowed to inline the memory assignment when it's profitable to do so.
16986 Objective-C ARC Runtime Intrinsics
16987 ----------------------------------
16989 LLVM provides intrinsics that lower to Objective-C ARC runtime entry points.
16990 LLVM is aware of the semantics of these functions, and optimizes based on that
16991 knowledge. You can read more about the details of Objective-C ARC `here
16992 <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html>`_.
16994 '``llvm.objc.autorelease``' Intrinsic
16995 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
16997 Syntax:
16998 """""""
17001       declare i8* @llvm.objc.autorelease(i8*)
17003 Lowering:
17004 """""""""
17006 Lowers to a call to `objc_autorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autorelease>`_.
17008 '``llvm.objc.autoreleasePoolPop``' Intrinsic
17009 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17011 Syntax:
17012 """""""
17015       declare void @llvm.objc.autoreleasePoolPop(i8*)
17017 Lowering:
17018 """""""""
17020 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPop <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpop-void-pool>`_.
17022 '``llvm.objc.autoreleasePoolPush``' Intrinsic
17023 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17025 Syntax:
17026 """""""
17029       declare i8* @llvm.objc.autoreleasePoolPush()
17031 Lowering:
17032 """""""""
17034 Lowers to a call to `objc_autoreleasePoolPush <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-autoreleasepoolpush-void>`_.
17036 '``llvm.objc.autoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17037 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17039 Syntax:
17040 """""""
17043       declare i8* @llvm.objc.autoreleaseReturnValue(i8*)
17045 Lowering:
17046 """""""""
17048 Lowers to a call to `objc_autoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-autoreleasereturnvalue>`_.
17050 '``llvm.objc.copyWeak``' Intrinsic
17051 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17053 Syntax:
17054 """""""
17057       declare void @llvm.objc.copyWeak(i8**, i8**)
17059 Lowering:
17060 """""""""
17062 Lowers to a call to `objc_copyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-copyweak-id-dest-id-src>`_.
17064 '``llvm.objc.destroyWeak``' Intrinsic
17065 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17067 Syntax:
17068 """""""
17071       declare void @llvm.objc.destroyWeak(i8**)
17073 Lowering:
17074 """""""""
17076 Lowers to a call to `objc_destroyWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-destroyweak-id-object>`_.
17078 '``llvm.objc.initWeak``' Intrinsic
17079 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17081 Syntax:
17082 """""""
17085       declare i8* @llvm.objc.initWeak(i8**, i8*)
17087 Lowering:
17088 """""""""
17090 Lowers to a call to `objc_initWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-initweak>`_.
17092 '``llvm.objc.loadWeak``' Intrinsic
17093 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17095 Syntax:
17096 """""""
17099       declare i8* @llvm.objc.loadWeak(i8**)
17101 Lowering:
17102 """""""""
17104 Lowers to a call to `objc_loadWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweak>`_.
17106 '``llvm.objc.loadWeakRetained``' Intrinsic
17107 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17109 Syntax:
17110 """""""
17113       declare i8* @llvm.objc.loadWeakRetained(i8**)
17115 Lowering:
17116 """""""""
17118 Lowers to a call to `objc_loadWeakRetained <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-loadweakretained>`_.
17120 '``llvm.objc.moveWeak``' Intrinsic
17121 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17123 Syntax:
17124 """""""
17127       declare void @llvm.objc.moveWeak(i8**, i8**)
17129 Lowering:
17130 """""""""
17132 Lowers to a call to `objc_moveWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-moveweak-id-dest-id-src>`_.
17134 '``llvm.objc.release``' Intrinsic
17135 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17137 Syntax:
17138 """""""
17141       declare void @llvm.objc.release(i8*)
17143 Lowering:
17144 """""""""
17146 Lowers to a call to `objc_release <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-release-id-value>`_.
17148 '``llvm.objc.retain``' Intrinsic
17149 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17151 Syntax:
17152 """""""
17155       declare i8* @llvm.objc.retain(i8*)
17157 Lowering:
17158 """""""""
17160 Lowers to a call to `objc_retain <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retain>`_.
17162 '``llvm.objc.retainAutorelease``' Intrinsic
17163 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17165 Syntax:
17166 """""""
17169       declare i8* @llvm.objc.retainAutorelease(i8*)
17171 Lowering:
17172 """""""""
17174 Lowers to a call to `objc_retainAutorelease <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautorelease>`_.
17176 '``llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue``' Intrinsic
17177 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17179 Syntax:
17180 """""""
17183       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleaseReturnValue(i8*)
17185 Lowering:
17186 """""""""
17188 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleaseReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasereturnvalue>`_.
17190 '``llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue``' Intrinsic
17191 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17193 Syntax:
17194 """""""
17197       declare i8* @llvm.objc.retainAutoreleasedReturnValue(i8*)
17199 Lowering:
17200 """""""""
17202 Lowers to a call to `objc_retainAutoreleasedReturnValue <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainautoreleasedreturnvalue>`_.
17204 '``llvm.objc.retainBlock``' Intrinsic
17205 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17207 Syntax:
17208 """""""
17211       declare i8* @llvm.objc.retainBlock(i8*)
17213 Lowering:
17214 """""""""
17216 Lowers to a call to `objc_retainBlock <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-retainblock>`_.
17218 '``llvm.objc.storeStrong``' Intrinsic
17219 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17221 Syntax:
17222 """""""
17225       declare void @llvm.objc.storeStrong(i8**, i8*)
17227 Lowering:
17228 """""""""
17230 Lowers to a call to `objc_storeStrong <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#void-objc-storestrong-id-object-id-value>`_.
17232 '``llvm.objc.storeWeak``' Intrinsic
17233 ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^
17235 Syntax:
17236 """""""
17239       declare i8* @llvm.objc.storeWeak(i8**, i8*)
17241 Lowering:
17242 """""""""
17244 Lowers to a call to `objc_storeWeak <https://clang.llvm.org/docs/AutomaticReferenceCounting.html#arc-runtime-objc-storeweak>`_.