2.41 Release sources
[binutils-gdb.git] / gas / doc / c-i386.texi
blob49b6e3b1abb015b0c4e427417d2f9b9ca61b311d
1 @c Copyright (C) 1991-2023 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GAS manual.
3 @c For copying conditions, see the file as.texinfo.
4 @c man end
6 @ifset GENERIC
7 @page
8 @node i386-Dependent
9 @chapter 80386 Dependent Features
10 @end ifset
11 @ifclear GENERIC
12 @node Machine Dependencies
13 @chapter 80386 Dependent Features
14 @end ifclear
16 @cindex i386 support
17 @cindex i80386 support
18 @cindex x86-64 support
20 The i386 version @code{@value{AS}} supports both the original Intel 386
21 architecture in both 16 and 32-bit mode as well as AMD x86-64 architecture
22 extending the Intel architecture to 64-bits.
24 @menu
25 * i386-Options::                Options
26 * i386-Directives::             X86 specific directives
27 * i386-Syntax::                 Syntactical considerations
28 * i386-Mnemonics::              Instruction Naming
29 * i386-Regs::                   Register Naming
30 * i386-Prefixes::               Instruction Prefixes
31 * i386-Memory::                 Memory References
32 * i386-Jumps::                  Handling of Jump Instructions
33 * i386-Float::                  Floating Point
34 * i386-SIMD::                   Intel's MMX and AMD's 3DNow! SIMD Operations
35 * i386-LWP::                    AMD's Lightweight Profiling Instructions
36 * i386-BMI::                    Bit Manipulation Instruction
37 * i386-TBM::                    AMD's Trailing Bit Manipulation Instructions
38 * i386-16bit::                  Writing 16-bit Code
39 * i386-Arch::                   Specifying an x86 CPU architecture
40 * i386-ISA::                    AMD64 ISA vs. Intel64 ISA
41 * i386-Bugs::                   AT&T Syntax bugs
42 * i386-Notes::                  Notes
43 @end menu
45 @node i386-Options
46 @section Options
48 @cindex options for i386
49 @cindex options for x86-64
50 @cindex i386 options
51 @cindex x86-64 options
53 The i386 version of @code{@value{AS}} has a few machine
54 dependent options:
56 @c man begin OPTIONS
57 @table @gcctabopt
58 @cindex @samp{--32} option, i386
59 @cindex @samp{--32} option, x86-64
60 @cindex @samp{--x32} option, i386
61 @cindex @samp{--x32} option, x86-64
62 @cindex @samp{--64} option, i386
63 @cindex @samp{--64} option, x86-64
64 @item --32 | --x32 | --64
65 Select the word size, either 32 bits or 64 bits.  @samp{--32}
66 implies Intel i386 architecture, while @samp{--x32} and @samp{--64}
67 imply AMD x86-64 architecture with 32-bit or 64-bit word-size
68 respectively.
70 These options are only available with the ELF object file format, and
71 require that the necessary BFD support has been included (on a 32-bit
72 platform you have to add --enable-64-bit-bfd to configure enable 64-bit
73 usage and use x86-64 as target platform).
75 @item -n
76 By default, x86 GAS replaces multiple nop instructions used for
77 alignment within code sections with multi-byte nop instructions such
78 as leal 0(%esi,1),%esi.  This switch disables the optimization if a single
79 byte nop (0x90) is explicitly specified as the fill byte for alignment.
81 @cindex @samp{--divide} option, i386
82 @item --divide
83 On SVR4-derived platforms, the character @samp{/} is treated as a comment
84 character, which means that it cannot be used in expressions.  The
85 @samp{--divide} option turns @samp{/} into a normal character.  This does
86 not disable @samp{/} at the beginning of a line starting a comment, or
87 affect using @samp{#} for starting a comment.
89 @cindex @samp{-march=} option, i386
90 @cindex @samp{-march=} option, x86-64
91 @item -march=@var{CPU}[+@var{EXTENSION}@dots{}]
92 This option specifies the target processor.  The assembler will
93 issue an error message if an attempt is made to assemble an instruction
94 which will not execute on the target processor.  The following
95 processor names are recognized:
96 @code{i8086},
97 @code{i186},
98 @code{i286},
99 @code{i386},
100 @code{i486},
101 @code{i586},
102 @code{i686},
103 @code{pentium},
104 @code{pentiumpro},
105 @code{pentiumii},
106 @code{pentiumiii},
107 @code{pentium4},
108 @code{prescott},
109 @code{nocona},
110 @code{core},
111 @code{core2},
112 @code{corei7},
113 @code{iamcu},
114 @code{k6},
115 @code{k6_2},
116 @code{athlon},
117 @code{opteron},
118 @code{k8},
119 @code{amdfam10},
120 @code{bdver1},
121 @code{bdver2},
122 @code{bdver3},
123 @code{bdver4},
124 @code{znver1},
125 @code{znver2},
126 @code{znver3},
127 @code{znver4},
128 @code{btver1},
129 @code{btver2},
130 @code{generic32} and
131 @code{generic64}.
133 In addition to the basic instruction set, the assembler can be told to
134 accept various extension mnemonics.  For example,
135 @code{-march=i686+sse4+vmx} extends @var{i686} with @var{sse4} and
136 @var{vmx}.  The following extensions are currently supported:
137 @code{8087},
138 @code{287},
139 @code{387},
140 @code{687},
141 @code{cmov},
142 @code{fxsr},
143 @code{mmx},
144 @code{sse},
145 @code{sse2},
146 @code{sse3},
147 @code{sse4a},
148 @code{ssse3},
149 @code{sse4.1},
150 @code{sse4.2},
151 @code{sse4},
152 @code{avx},
153 @code{avx2},
154 @code{lahf_sahf},
155 @code{monitor},
156 @code{adx},
157 @code{rdseed},
158 @code{prfchw},
159 @code{smap},
160 @code{mpx},
161 @code{sha},
162 @code{rdpid},
163 @code{ptwrite},
164 @code{cet},
165 @code{gfni},
166 @code{vaes},
167 @code{vpclmulqdq},
168 @code{prefetchwt1},
169 @code{clflushopt},
170 @code{se1},
171 @code{clwb},
172 @code{movdiri},
173 @code{movdir64b},
174 @code{enqcmd},
175 @code{serialize},
176 @code{tsxldtrk},
177 @code{kl},
178 @code{widekl},
179 @code{hreset},
180 @code{avx512f},
181 @code{avx512cd},
182 @code{avx512er},
183 @code{avx512pf},
184 @code{avx512vl},
185 @code{avx512bw},
186 @code{avx512dq},
187 @code{avx512ifma},
188 @code{avx512vbmi},
189 @code{avx512_4fmaps},
190 @code{avx512_4vnniw},
191 @code{avx512_vpopcntdq},
192 @code{avx512_vbmi2},
193 @code{avx512_vnni},
194 @code{avx512_bitalg},
195 @code{avx512_vp2intersect},
196 @code{tdx},
197 @code{avx512_bf16},
198 @code{avx_vnni},
199 @code{avx512_fp16},
200 @code{prefetchi},
201 @code{avx_ifma},
202 @code{avx_vnni_int8},
203 @code{cmpccxadd},
204 @code{wrmsrns},
205 @code{msrlist},
206 @code{avx_ne_convert},
207 @code{rao_int},
208 @code{fred},
209 @code{lkgs},
210 @code{amx_int8},
211 @code{amx_bf16},
212 @code{amx_fp16},
213 @code{amx_complex},
214 @code{amx_tile},
215 @code{vmx},
216 @code{vmfunc},
217 @code{smx},
218 @code{xsave},
219 @code{xsaveopt},
220 @code{xsavec},
221 @code{xsaves},
222 @code{aes},
223 @code{pclmul},
224 @code{fsgsbase},
225 @code{rdrnd},
226 @code{f16c},
227 @code{bmi2},
228 @code{fma},
229 @code{movbe},
230 @code{ept},
231 @code{lzcnt},
232 @code{popcnt},
233 @code{hle},
234 @code{rtm},
235 @code{tsx},
236 @code{invpcid},
237 @code{clflush},
238 @code{mwaitx},
239 @code{clzero},
240 @code{wbnoinvd},
241 @code{pconfig},
242 @code{waitpkg},
243 @code{uintr},
244 @code{cldemote},
245 @code{rdpru},
246 @code{mcommit},
247 @code{sev_es},
248 @code{lwp},
249 @code{fma4},
250 @code{xop},
251 @code{cx16},
252 @code{syscall},
253 @code{rdtscp},
254 @code{3dnow},
255 @code{3dnowa},
256 @code{sse4a},
257 @code{sse5},
258 @code{snp},
259 @code{invlpgb},
260 @code{tlbsync},
261 @code{svme} and
262 @code{padlock}.
263 Note that these extension mnemonics can be prefixed with @code{no} to revoke
264 the respective (and any dependent) functionality.
266 When the @code{.arch} directive is used with @option{-march}, the
267 @code{.arch} directive will take precedent.
269 @cindex @samp{-mtune=} option, i386
270 @cindex @samp{-mtune=} option, x86-64
271 @item -mtune=@var{CPU}
272 This option specifies a processor to optimize for. When used in
273 conjunction with the @option{-march} option, only instructions
274 of the processor specified by the @option{-march} option will be
275 generated.
277 Valid @var{CPU} values are identical to the processor list of
278 @option{-march=@var{CPU}}.
280 @cindex @samp{-msse2avx} option, i386
281 @cindex @samp{-msse2avx} option, x86-64
282 @item -msse2avx
283 This option specifies that the assembler should encode SSE instructions
284 with VEX prefix.
286 @cindex @samp{-muse-unaligned-vector-move} option, i386
287 @cindex @samp{-muse-unaligned-vector-move} option, x86-64
288 @item -muse-unaligned-vector-move
289 This option specifies that the assembler should encode aligned vector
290 move as unaligned vector move.
292 @cindex @samp{-msse-check=} option, i386
293 @cindex @samp{-msse-check=} option, x86-64
294 @item -msse-check=@var{none}
295 @itemx -msse-check=@var{warning}
296 @itemx -msse-check=@var{error}
297 These options control if the assembler should check SSE instructions.
298 @option{-msse-check=@var{none}} will make the assembler not to check SSE
299 instructions,  which is the default.  @option{-msse-check=@var{warning}}
300 will make the assembler issue a warning for any SSE instruction.
301 @option{-msse-check=@var{error}} will make the assembler issue an error
302 for any SSE instruction.
304 @cindex @samp{-mavxscalar=} option, i386
305 @cindex @samp{-mavxscalar=} option, x86-64
306 @item -mavxscalar=@var{128}
307 @itemx -mavxscalar=@var{256}
308 These options control how the assembler should encode scalar AVX
309 instructions.  @option{-mavxscalar=@var{128}} will encode scalar
310 AVX instructions with 128bit vector length, which is the default.
311 @option{-mavxscalar=@var{256}} will encode scalar AVX instructions
312 with 256bit vector length.
314 WARNING: Don't use this for production code - due to CPU errata the
315 resulting code may not work on certain models.
317 @cindex @samp{-mvexwig=} option, i386
318 @cindex @samp{-mvexwig=} option, x86-64
319 @item -mvexwig=@var{0}
320 @itemx -mvexwig=@var{1}
321 These options control how the assembler should encode VEX.W-ignored (WIG)
322 VEX instructions.  @option{-mvexwig=@var{0}} will encode WIG VEX
323 instructions with vex.w = 0, which is the default.
324 @option{-mvexwig=@var{1}} will encode WIG EVEX instructions with
325 vex.w = 1.
327 WARNING: Don't use this for production code - due to CPU errata the
328 resulting code may not work on certain models.
330 @cindex @samp{-mevexlig=} option, i386
331 @cindex @samp{-mevexlig=} option, x86-64
332 @item -mevexlig=@var{128}
333 @itemx -mevexlig=@var{256}
334 @itemx -mevexlig=@var{512}
335 These options control how the assembler should encode length-ignored
336 (LIG) EVEX instructions.  @option{-mevexlig=@var{128}} will encode LIG
337 EVEX instructions with 128bit vector length, which is the default.
338 @option{-mevexlig=@var{256}} and @option{-mevexlig=@var{512}} will
339 encode LIG EVEX instructions with 256bit and 512bit vector length,
340 respectively.
342 @cindex @samp{-mevexwig=} option, i386
343 @cindex @samp{-mevexwig=} option, x86-64
344 @item -mevexwig=@var{0}
345 @itemx -mevexwig=@var{1}
346 These options control how the assembler should encode w-ignored (WIG)
347 EVEX instructions.  @option{-mevexwig=@var{0}} will encode WIG
348 EVEX instructions with evex.w = 0, which is the default.
349 @option{-mevexwig=@var{1}} will encode WIG EVEX instructions with
350 evex.w = 1.
352 @cindex @samp{-mmnemonic=} option, i386
353 @cindex @samp{-mmnemonic=} option, x86-64
354 @item -mmnemonic=@var{att}
355 @itemx -mmnemonic=@var{intel}
356 This option specifies instruction mnemonic for matching instructions.
357 The @code{.att_mnemonic} and @code{.intel_mnemonic} directives will
358 take precedent.
360 @cindex @samp{-msyntax=} option, i386
361 @cindex @samp{-msyntax=} option, x86-64
362 @item -msyntax=@var{att}
363 @itemx -msyntax=@var{intel}
364 This option specifies instruction syntax when processing instructions.
365 The @code{.att_syntax} and @code{.intel_syntax} directives will
366 take precedent.
368 @cindex @samp{-mnaked-reg} option, i386
369 @cindex @samp{-mnaked-reg} option, x86-64
370 @item -mnaked-reg
371 This option specifies that registers don't require a @samp{%} prefix.
372 The @code{.att_syntax} and @code{.intel_syntax} directives will take precedent.
374 @cindex @samp{-madd-bnd-prefix} option, i386
375 @cindex @samp{-madd-bnd-prefix} option, x86-64
376 @item -madd-bnd-prefix
377 This option forces the assembler to add BND prefix to all branches, even
378 if such prefix was not explicitly specified in the source code.
380 @cindex @samp{-mshared} option, i386
381 @cindex @samp{-mshared} option, x86-64
382 @item -mno-shared
383 On ELF target, the assembler normally optimizes out non-PLT relocations
384 against defined non-weak global branch targets with default visibility.
385 The @samp{-mshared} option tells the assembler to generate code which
386 may go into a shared library where all non-weak global branch targets
387 with default visibility can be preempted.  The resulting code is
388 slightly bigger.  This option only affects the handling of branch
389 instructions.
391 @cindex @samp{-mbig-obj} option, i386
392 @cindex @samp{-mbig-obj} option, x86-64
393 @item -mbig-obj
394 On PE/COFF target this option forces the use of big object file
395 format, which allows more than 32768 sections.
397 @cindex @samp{-momit-lock-prefix=} option, i386
398 @cindex @samp{-momit-lock-prefix=} option, x86-64
399 @item -momit-lock-prefix=@var{no}
400 @itemx -momit-lock-prefix=@var{yes}
401 These options control how the assembler should encode lock prefix.
402 This option is intended as a workaround for processors, that fail on
403 lock prefix. This option can only be safely used with single-core,
404 single-thread computers
405 @option{-momit-lock-prefix=@var{yes}} will omit all lock prefixes.
406 @option{-momit-lock-prefix=@var{no}} will encode lock prefix as usual,
407 which is the default.
409 @cindex @samp{-mfence-as-lock-add=} option, i386
410 @cindex @samp{-mfence-as-lock-add=} option, x86-64
411 @item -mfence-as-lock-add=@var{no}
412 @itemx -mfence-as-lock-add=@var{yes}
413 These options control how the assembler should encode lfence, mfence and
414 sfence.
415 @option{-mfence-as-lock-add=@var{yes}} will encode lfence, mfence and
416 sfence as @samp{lock addl $0x0, (%rsp)} in 64-bit mode and
417 @samp{lock addl $0x0, (%esp)} in 32-bit mode.
418 @option{-mfence-as-lock-add=@var{no}} will encode lfence, mfence and
419 sfence as usual, which is the default.
421 @cindex @samp{-mrelax-relocations=} option, i386
422 @cindex @samp{-mrelax-relocations=} option, x86-64
423 @item -mrelax-relocations=@var{no}
424 @itemx -mrelax-relocations=@var{yes}
425 These options control whether the assembler should generate relax
426 relocations, R_386_GOT32X, in 32-bit mode, or R_X86_64_GOTPCRELX and
427 R_X86_64_REX_GOTPCRELX, in 64-bit mode.
428 @option{-mrelax-relocations=@var{yes}} will generate relax relocations.
429 @option{-mrelax-relocations=@var{no}} will not generate relax
430 relocations.  The default can be controlled by a configure option
431 @option{--enable-x86-relax-relocations}.
433 @cindex @samp{-malign-branch-boundary=} option, i386
434 @cindex @samp{-malign-branch-boundary=} option, x86-64
435 @item -malign-branch-boundary=@var{NUM}
436 This option controls how the assembler should align branches with segment
437 prefixes or NOP.  @var{NUM} must be a power of 2.  It should be 0 or
438 no less than 16.  Branches will be aligned within @var{NUM} byte
439 boundary.  @option{-malign-branch-boundary=0}, which is the default,
440 doesn't align branches.
442 @cindex @samp{-malign-branch=} option, i386
443 @cindex @samp{-malign-branch=} option, x86-64
444 @item -malign-branch=@var{TYPE}[+@var{TYPE}...]
445 This option specifies types of branches to align. @var{TYPE} is
446 combination of @samp{jcc}, which aligns conditional jumps,
447 @samp{fused}, which aligns fused conditional jumps, @samp{jmp},
448 which aligns unconditional jumps, @samp{call} which aligns calls,
449 @samp{ret}, which aligns rets, @samp{indirect}, which aligns indirect
450 jumps and calls.  The default is @option{-malign-branch=jcc+fused+jmp}.
452 @cindex @samp{-malign-branch-prefix-size=} option, i386
453 @cindex @samp{-malign-branch-prefix-size=} option, x86-64
454 @item -malign-branch-prefix-size=@var{NUM}
455 This option specifies the maximum number of prefixes on an instruction
456 to align branches.  @var{NUM} should be between 0 and 5.  The default
457 @var{NUM} is 5.
459 @cindex @samp{-mbranches-within-32B-boundaries} option, i386
460 @cindex @samp{-mbranches-within-32B-boundaries} option, x86-64
461 @item -mbranches-within-32B-boundaries
462 This option aligns conditional jumps, fused conditional jumps and
463 unconditional jumps within 32 byte boundary with up to 5 segment prefixes
464 on an instruction.  It is equivalent to
465 @option{-malign-branch-boundary=32}
466 @option{-malign-branch=jcc+fused+jmp}
467 @option{-malign-branch-prefix-size=5}.
468 The default doesn't align branches.
470 @cindex @samp{-mlfence-after-load=} option, i386
471 @cindex @samp{-mlfence-after-load=} option, x86-64
472 @item -mlfence-after-load=@var{no}
473 @itemx -mlfence-after-load=@var{yes}
474 These options control whether the assembler should generate lfence
475 after load instructions.  @option{-mlfence-after-load=@var{yes}} will
476 generate lfence.  @option{-mlfence-after-load=@var{no}} will not generate
477 lfence, which is the default.
479 @cindex @samp{-mlfence-before-indirect-branch=} option, i386
480 @cindex @samp{-mlfence-before-indirect-branch=} option, x86-64
481 @item -mlfence-before-indirect-branch=@var{none}
482 @item -mlfence-before-indirect-branch=@var{all}
483 @item -mlfence-before-indirect-branch=@var{register}
484 @itemx -mlfence-before-indirect-branch=@var{memory}
485 These options control whether the assembler should generate lfence
486 before indirect near branch instructions.
487 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{all}} will generate lfence
488 before indirect near branch via register and issue a warning before
489 indirect near branch via memory.
490 It also implicitly sets @option{-mlfence-before-ret=@var{shl}} when
491 there's no explicit @option{-mlfence-before-ret=}.
492 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{register}} will generate
493 lfence before indirect near branch via register.
494 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{memory}} will issue a
495 warning before indirect near branch via memory.
496 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{none}} will not generate
497 lfence nor issue warning, which is the default.  Note that lfence won't
498 be generated before indirect near branch via register with
499 @option{-mlfence-after-load=@var{yes}} since lfence will be generated
500 after loading branch target register.
502 @cindex @samp{-mlfence-before-ret=} option, i386
503 @cindex @samp{-mlfence-before-ret=} option, x86-64
504 @item -mlfence-before-ret=@var{none}
505 @item -mlfence-before-ret=@var{shl}
506 @item -mlfence-before-ret=@var{or}
507 @item -mlfence-before-ret=@var{yes}
508 @itemx -mlfence-before-ret=@var{not}
509 These options control whether the assembler should generate lfence
510 before ret.  @option{-mlfence-before-ret=@var{or}} will generate
511 generate or instruction with lfence.
512 @option{-mlfence-before-ret=@var{shl/yes}} will generate shl instruction
513 with lfence. @option{-mlfence-before-ret=@var{not}} will generate not
514 instruction with lfence. @option{-mlfence-before-ret=@var{none}} will not
515 generate lfence, which is the default.
517 @cindex @samp{-mx86-used-note=} option, i386
518 @cindex @samp{-mx86-used-note=} option, x86-64
519 @item -mx86-used-note=@var{no}
520 @itemx -mx86-used-note=@var{yes}
521 These options control whether the assembler should generate
522 GNU_PROPERTY_X86_ISA_1_USED and GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_2_USED
523 GNU property notes.  The default can be controlled by the
524 @option{--enable-x86-used-note} configure option.
526 @cindex @samp{-mevexrcig=} option, i386
527 @cindex @samp{-mevexrcig=} option, x86-64
528 @item -mevexrcig=@var{rne}
529 @itemx -mevexrcig=@var{rd}
530 @itemx -mevexrcig=@var{ru}
531 @itemx -mevexrcig=@var{rz}
532 These options control how the assembler should encode SAE-only
533 EVEX instructions.  @option{-mevexrcig=@var{rne}} will encode RC bits
534 of EVEX instruction with 00, which is the default.
535 @option{-mevexrcig=@var{rd}}, @option{-mevexrcig=@var{ru}}
536 and @option{-mevexrcig=@var{rz}} will encode SAE-only EVEX instructions
537 with 01, 10 and 11 RC bits, respectively.
539 @cindex @samp{-mamd64} option, x86-64
540 @cindex @samp{-mintel64} option, x86-64
541 @item -mamd64
542 @itemx -mintel64
543 This option specifies that the assembler should accept only AMD64 or
544 Intel64 ISA in 64-bit mode.  The default is to accept common, Intel64
545 only and AMD64 ISAs.
547 @cindex @samp{-O0} option, i386
548 @cindex @samp{-O0} option, x86-64
549 @cindex @samp{-O} option, i386
550 @cindex @samp{-O} option, x86-64
551 @cindex @samp{-O1} option, i386
552 @cindex @samp{-O1} option, x86-64
553 @cindex @samp{-O2} option, i386
554 @cindex @samp{-O2} option, x86-64
555 @cindex @samp{-Os} option, i386
556 @cindex @samp{-Os} option, x86-64
557 @item -O0 | -O | -O1 | -O2 | -Os
558 Optimize instruction encoding with smaller instruction size.  @samp{-O}
559 and @samp{-O1} encode 64-bit register load instructions with 64-bit
560 immediate as 32-bit register load instructions with 31-bit or 32-bits
561 immediates, encode 64-bit register clearing instructions with 32-bit
562 register clearing instructions, encode 256-bit/512-bit VEX/EVEX vector
563 register clearing instructions with 128-bit VEX vector register
564 clearing instructions, encode 128-bit/256-bit EVEX vector
565 register load/store instructions with VEX vector register load/store
566 instructions, and encode 128-bit/256-bit EVEX packed integer logical
567 instructions with 128-bit/256-bit VEX packed integer logical.
569 @samp{-O2} includes @samp{-O1} optimization plus encodes
570 256-bit/512-bit EVEX vector register clearing instructions with 128-bit
571 EVEX vector register clearing instructions.  In 64-bit mode VEX encoded
572 instructions with commutative source operands will also have their
573 source operands swapped if this allows using the 2-byte VEX prefix form
574 instead of the 3-byte one.  Certain forms of AND as well as OR with the
575 same (register) operand specified twice will also be changed to TEST.
577 @samp{-Os} includes @samp{-O2} optimization plus encodes 16-bit, 32-bit
578 and 64-bit register tests with immediate as 8-bit register test with
579 immediate.  @samp{-O0} turns off this optimization.
581 @end table
582 @c man end
584 @node i386-Directives
585 @section x86 specific Directives
587 @cindex machine directives, x86
588 @cindex x86 machine directives
589 @table @code
591 @cindex @code{lcomm} directive, COFF
592 @item .lcomm @var{symbol} , @var{length}[, @var{alignment}]
593 Reserve @var{length} (an absolute expression) bytes for a local common
594 denoted by @var{symbol}.  The section and value of @var{symbol} are
595 those of the new local common.  The addresses are allocated in the bss
596 section, so that at run-time the bytes start off zeroed.  Since
597 @var{symbol} is not declared global, it is normally not visible to
598 @code{@value{LD}}.  The optional third parameter, @var{alignment},
599 specifies the desired alignment of the symbol in the bss section.
601 This directive is only available for COFF based x86 targets.
603 @cindex @code{largecomm} directive, ELF
604 @item .largecomm @var{symbol} , @var{length}[, @var{alignment}]
605 This directive behaves in the same way as the @code{comm} directive
606 except that the data is placed into the @var{.lbss} section instead of
607 the @var{.bss} section @ref{Comm}.
609 The directive is intended to be used for data which requires a large
610 amount of space, and it is only available for ELF based x86_64
611 targets.
613 @cindex @code{value} directive
614 @item .value @var{expression} [, @var{expression}]
615 This directive behaves in the same way as the @code{.short} directive,
616 taking a series of comma separated expressions and storing them as
617 two-byte wide values into the current section.
619 @cindex @code{insn} directive
620 @item .insn [@var{prefix}[,...]] [@var{encoding}] @var{major-opcode}[@code{+r}|@code{/@var{extension}}] [,@var{operand}[,...]]
621 This directive allows composing instructions which @code{@value{AS}}
622 may not know about yet, or which it has no way of expressing (which
623 can be the case for certain alternative encodings).  It assumes certain
624 basic structure in how operands are encoded, and it also only
625 recognizes - with a few extensions as per below - operands otherwise
626 valid for instructions.  Therefore there is no guarantee that
627 everything can be expressed (e.g. the original Intel Xeon Phi's MVEX
628 encodings cannot be expressed).
630 @itemize @bullet
631 @item
632 @var{prefix} expresses one or more opcode prefixes in the usual way.
633 Legacy encoding prefixes altering meaning (0x66, 0xF2, 0xF3) may be
634 specified as high byte of <major-opcode> (perhaps already including an
635 encoding space prefix).  Note that there can only be one such prefix.
636 Segment overrides are better specified in the respective memory
637 operand, as long as there is one.
639 @item
640 @var{encoding} is used to specify VEX, XOP, or EVEX encodings. The
641 syntax tries to resemble that used in documentation:
642 @itemize @bullet
643 @item @code{VEX}[@code{.@var{len}}][@code{.@var{prefix}}][@code{.@var{space}}][@code{.@var{w}}]
644 @item @code{EVEX}[@code{.@var{len}}][@code{.@var{prefix}}][@code{.@var{space}}][@code{.@var{w}}]
645 @item @code{XOP}@var{space}[@code{.@var{len}}][@code{.@var{prefix}}][@code{.@var{w}}]
646 @end itemize
648 Here
649 @itemize @bullet
650 @item @var{len} can be @code{LIG}, @code{128}, @code{256}, or (EVEX
651 only) @code{512} as well as @code{L0} / @code{L1} for VEX / XOP and
652 @code{L0}...@code{L3} for EVEX
653 @item @var{prefix} can be @code{NP}, @code{66}, @code{F3}, or @code{F2}
654 @item @var{space} can be
655 @itemize @bullet
656 @item @code{0f}, @code{0f38}, @code{0f3a}, or @code{M0}...@code{M31}
657 for VEX
658 @item @code{08}...@code{1f} for XOP
659 @item @code{0f}, @code{0f38}, @code{0f3a}, or @code{M0}...@code{M15}
660 for EVEX
661 @end itemize
662 @item @var{w} can be @code{WIG}, @code{W0}, or @code{W1}
663 @end itemize
665 Defaults:
666 @itemize @bullet
667 @item Omitted @var{len} means "infer from operand size" if there is at
668 least one sized vector operand, or @code{LIG} otherwise. (Obviously
669 @var{len} has to be omitted when there's EVEX rounding control
670 specified later in the operands.)
671 @item Omitted @var{prefix} means @code{NP}.
672 @item Omitted @var{space} (VEX/EVEX only) implies encoding space is
673 taken from @var{major-opcode}.
674 @item Omitted @var{w} means "infer from GPR operand size" in 64-bit
675 code if there is at least one GPR(-like) operand, or @code{WIG}
676 otherwise.
677 @end itemize
679 @item
680 @var{major-opcode} is an absolute expression specifying the instruction
681 opcode.  Legacy encoding prefixes altering encoding space (0x0f,
682 0x0f38, 0x0f3a) have to be specified as high byte(s) here.
683 "Degenerate" ModR/M bytes, as present in e.g. certain FPU opcodes or
684 sub-spaces like that of major opcode 0x0f01, generally want encoding as
685 immediate operand (such opcodes wouldn't normally have non-immediate
686 operands); in some cases it may be possible to also encode these as low
687 byte of the major opcode, but there are potential ambiguities.  Also
688 note that after stripping encoding prefixes, the residual has to fit in
689 two bytes (16 bits).  @code{+r} can be suffixed to the major opcode
690 expression to specify register-only encoding forms not using a ModR/M
691 byte.  @code{/@var{extension}} can alternatively be suffixed to the
692 major opcode expression to specify an extension opcode, encoded in bits
693 3-5 of the ModR/M byte.
695 @item
696 @var{operand} is an instruction operand expressed the usual way.
697 Register operands are primarily used to express register numbers as
698 encoded in ModR/M byte and REX/VEX/XOP/EVEX prefixes.  In certain
699 cases the register type (really: size) is also used to derive other
700 encoding attributes, if these aren't specified explicitly.  Note that
701 there is no consistency checking among operands, so entirely bogus
702 mixes of operands are possible.  Note further that only operands
703 actually encoded in the instruction should be specified.  Operands like
704 @samp{%cl} in shift/rotate instructions have to be omitted, or else
705 they'll be encoded as an ordinary (register) operand.  Operand order
706 may also not match that of the actual instruction (see below).
707 @end itemize
709 Encoding of operands: While for a memory operand (of which there can be
710 only one) it is clear how to encode it in the resulting ModR/M byte,
711 register operands are encoded strictly in this order (operand counts do
712 not include immediate ones in the enumeration below, and if there was an
713 extension opcode specified it counts as a register operand; VEX.vvvv
714 is meant to cover XOP and EVEX as well):
716 @itemize @bullet
717 @item VEX.vvvv for 1-register-operand VEX/XOP/EVEX insns,
718 @item ModR/M.rm, ModR/M.reg for 2-operand insns,
719 @item ModR/M.rm, VEX.vvvv, ModR/M.reg for 3-operand insns, and
720 @item Imm@{4,5@}, ModR/M.rm, VEX.vvvv, ModR/M.reg for 4-operand insns,
721 @end itemize
723 obviously with the ModR/M.rm slot skipped when there is a memory
724 operand, and obviously with the ModR/M.reg slot skipped when there is
725 an extension opcode.  For Intel syntax of course the opposite order
726 applies.  With @code{+r} (and hence no ModR/M) there can only be a
727 single register operand for legacy encodings.  VEX and alike can have
728 two register operands, where the second (first in Intel syntax) would
729 go into VEX.vvvv.
731 Immediate operands (including immediate-like displacements, i.e. when
732 not part of ModR/M addressing) are emitted in the order specified,
733 regardless of AT&T or Intel syntax.  Since it may not be possible to
734 infer the size of such immediates, they can be suffixed by
735 @code{@{:s@var{n}@}} or @code{@{:u@var{n}@}}, representing signed /
736 unsigned immediates of the given number of bits respectively.  When
737 emitting such operands, the number of bits will be rounded up to the
738 smallest suitable of 8, 16, 32, or 64.  Immediates wider than 32 bits
739 are permitted in 64-bit code only.
741 For EVEX encoding memory operands with a displacement need to know
742 Disp8 scaling size in order to use an 8-bit displacement.  For many
743 instructions this can be inferred from the types of other operands
744 specified.  In Intel syntax @samp{DWORD PTR} and alike can be used to
745 specify the respective size.  In AT&T syntax the memory operands can
746 be suffixed by @code{@{:d@var{n}@}} to specify the size (in bytes).
747 This can be combined with an embedded broadcast specifier:
748 @samp{8(%eax)@{1to8:d8@}}.
750 @c FIXME: Document other x86 specific directives ?  Eg: .code16gcc,
752 @end table
754 @node i386-Syntax
755 @section i386 Syntactical Considerations
756 @menu
757 * i386-Variations::           AT&T Syntax versus Intel Syntax
758 * i386-Chars::                Special Characters
759 @end menu
761 @node i386-Variations
762 @subsection AT&T Syntax versus Intel Syntax
764 @cindex i386 intel_syntax pseudo op
765 @cindex intel_syntax pseudo op, i386
766 @cindex i386 att_syntax pseudo op
767 @cindex att_syntax pseudo op, i386
768 @cindex i386 syntax compatibility
769 @cindex syntax compatibility, i386
770 @cindex x86-64 intel_syntax pseudo op
771 @cindex intel_syntax pseudo op, x86-64
772 @cindex x86-64 att_syntax pseudo op
773 @cindex att_syntax pseudo op, x86-64
774 @cindex x86-64 syntax compatibility
775 @cindex syntax compatibility, x86-64
777 @code{@value{AS}} now supports assembly using Intel assembler syntax.
778 @code{.intel_syntax} selects Intel mode, and @code{.att_syntax} switches
779 back to the usual AT&T mode for compatibility with the output of
780 @code{@value{GCC}}.  Either of these directives may have an optional
781 argument, @code{prefix}, or @code{noprefix} specifying whether registers
782 require a @samp{%} prefix.  AT&T System V/386 assembler syntax is quite
783 different from Intel syntax.  We mention these differences because
784 almost all 80386 documents use Intel syntax.  Notable differences
785 between the two syntaxes are:
787 @cindex immediate operands, i386
788 @cindex i386 immediate operands
789 @cindex register operands, i386
790 @cindex i386 register operands
791 @cindex jump/call operands, i386
792 @cindex i386 jump/call operands
793 @cindex operand delimiters, i386
795 @cindex immediate operands, x86-64
796 @cindex x86-64 immediate operands
797 @cindex register operands, x86-64
798 @cindex x86-64 register operands
799 @cindex jump/call operands, x86-64
800 @cindex x86-64 jump/call operands
801 @cindex operand delimiters, x86-64
802 @itemize @bullet
803 @item
804 AT&T immediate operands are preceded by @samp{$}; Intel immediate
805 operands are undelimited (Intel @samp{push 4} is AT&T @samp{pushl $4}).
806 AT&T register operands are preceded by @samp{%}; Intel register operands
807 are undelimited.  AT&T absolute (as opposed to PC relative) jump/call
808 operands are prefixed by @samp{*}; they are undelimited in Intel syntax.
810 @cindex i386 source, destination operands
811 @cindex source, destination operands; i386
812 @cindex x86-64 source, destination operands
813 @cindex source, destination operands; x86-64
814 @item
815 AT&T and Intel syntax use the opposite order for source and destination
816 operands.  Intel @samp{add eax, 4} is @samp{addl $4, %eax}.  The
817 @samp{source, dest} convention is maintained for compatibility with
818 previous Unix assemblers.  Note that @samp{bound}, @samp{invlpga}, and
819 instructions with 2 immediate operands, such as the @samp{enter}
820 instruction, do @emph{not} have reversed order.  @ref{i386-Bugs}.
822 @cindex mnemonic suffixes, i386
823 @cindex sizes operands, i386
824 @cindex i386 size suffixes
825 @cindex mnemonic suffixes, x86-64
826 @cindex sizes operands, x86-64
827 @cindex x86-64 size suffixes
828 @item
829 In AT&T syntax the size of memory operands is determined from the last
830 character of the instruction mnemonic.  Mnemonic suffixes of @samp{b},
831 @samp{w}, @samp{l} and @samp{q} specify byte (8-bit), word (16-bit), long
832 (32-bit) and quadruple word (64-bit) memory references.  Mnemonic suffixes
833 of @samp{x}, @samp{y} and @samp{z} specify xmm (128-bit vector), ymm
834 (256-bit vector) and zmm (512-bit vector) memory references, only when there's
835 no other way to disambiguate an instruction.  Intel syntax accomplishes this by
836 prefixing memory operands (@emph{not} the instruction mnemonics) with
837 @samp{byte ptr}, @samp{word ptr}, @samp{dword ptr}, @samp{qword ptr},
838 @samp{xmmword ptr}, @samp{ymmword ptr} and @samp{zmmword ptr}.  Thus, Intel
839 syntax @samp{mov al, byte ptr @var{foo}} is @samp{movb @var{foo}, %al} in AT&T
840 syntax.  In Intel syntax, @samp{fword ptr}, @samp{tbyte ptr} and
841 @samp{oword ptr} specify 48-bit, 80-bit and 128-bit memory references.
843 In 64-bit code, @samp{movabs} can be used to encode the @samp{mov}
844 instruction with the 64-bit displacement or immediate operand.
846 @cindex return instructions, i386
847 @cindex i386 jump, call, return
848 @cindex return instructions, x86-64
849 @cindex x86-64 jump, call, return
850 @item
851 Immediate form long jumps and calls are
852 @samp{lcall/ljmp $@var{section}, $@var{offset}} in AT&T syntax; the
853 Intel syntax is
854 @samp{call/jmp far @var{section}:@var{offset}}.  Also, the far return
855 instruction
856 is @samp{lret $@var{stack-adjust}} in AT&T syntax; Intel syntax is
857 @samp{ret far @var{stack-adjust}}.
859 @cindex sections, i386
860 @cindex i386 sections
861 @cindex sections, x86-64
862 @cindex x86-64 sections
863 @item
864 The AT&T assembler does not provide support for multiple section
865 programs.  Unix style systems expect all programs to be single sections.
866 @end itemize
868 @node i386-Chars
869 @subsection Special Characters
871 @cindex line comment character, i386
872 @cindex i386 line comment character
873 The presence of a @samp{#} appearing anywhere on a line indicates the
874 start of a comment that extends to the end of that line.
876 If a @samp{#} appears as the first character of a line then the whole
877 line is treated as a comment, but in this case the line can also be a
878 logical line number directive (@pxref{Comments}) or a preprocessor
879 control command (@pxref{Preprocessing}).
881 If the @option{--divide} command-line option has not been specified
882 then the @samp{/} character appearing anywhere on a line also
883 introduces a line comment.
885 @cindex line separator, i386
886 @cindex statement separator, i386
887 @cindex i386 line separator
888 The @samp{;} character can be used to separate statements on the same
889 line.
891 @node i386-Mnemonics
892 @section i386-Mnemonics
893 @subsection Instruction Naming
895 @cindex i386 instruction naming
896 @cindex instruction naming, i386
897 @cindex x86-64 instruction naming
898 @cindex instruction naming, x86-64
900 Instruction mnemonics are suffixed with one character modifiers which
901 specify the size of operands.  The letters @samp{b}, @samp{w}, @samp{l}
902 and @samp{q} specify byte, word, long and quadruple word operands.  If
903 no suffix is specified by an instruction then @code{@value{AS}} tries to
904 fill in the missing suffix based on the destination register operand
905 (the last one by convention).  Thus, @samp{mov %ax, %bx} is equivalent
906 to @samp{movw %ax, %bx}; also, @samp{mov $1, %bx} is equivalent to
907 @samp{movw $1, bx}.  Note that this is incompatible with the AT&T Unix
908 assembler which assumes that a missing mnemonic suffix implies long
909 operand size.  (This incompatibility does not affect compiler output
910 since compilers always explicitly specify the mnemonic suffix.)
912 When there is no sizing suffix and no (suitable) register operands to
913 deduce the size of memory operands, with a few exceptions and where long
914 operand size is possible in the first place, operand size will default
915 to long in 32- and 64-bit modes.  Similarly it will default to short in
916 16-bit mode. Noteworthy exceptions are
918 @itemize @bullet
919 @item
920 Instructions with an implicit on-stack operand as well as branches,
921 which default to quad in 64-bit mode.
923 @item
924 Sign- and zero-extending moves, which default to byte size source
925 operands.
927 @item
928 Floating point insns with integer operands, which default to short (for
929 perhaps historical reasons).
931 @item
932 CRC32 with a 64-bit destination, which defaults to a quad source
933 operand.
935 @end itemize
937 @cindex encoding options, i386
938 @cindex encoding options, x86-64
940 Different encoding options can be specified via pseudo prefixes:
942 @itemize @bullet
943 @item
944 @samp{@{disp8@}} -- prefer 8-bit displacement.
946 @item
947 @samp{@{disp32@}} -- prefer 32-bit displacement.
949 @item
950 @samp{@{disp16@}} -- prefer 16-bit displacement.
952 @item
953 @samp{@{load@}} -- prefer load-form instruction.
955 @item
956 @samp{@{store@}} -- prefer store-form instruction.
958 @item
959 @samp{@{vex@}} --  encode with VEX prefix.
961 @item
962 @samp{@{vex3@}} -- encode with 3-byte VEX prefix.
964 @item
965 @samp{@{evex@}} --  encode with EVEX prefix.
967 @item
968 @samp{@{rex@}} -- prefer REX prefix for integer and legacy vector
969 instructions (x86-64 only).  Note that this differs from the @samp{rex}
970 prefix which generates REX prefix unconditionally.
972 @item
973 @samp{@{nooptimize@}} -- disable instruction size optimization.
974 @end itemize
976 Mnemonics of Intel VNNI/IFMA instructions are encoded with the EVEX prefix
977 by default.  The pseudo @samp{@{vex@}} prefix can be used to encode
978 mnemonics of Intel VNNI/IFMA instructions with the VEX prefix.
980 @cindex conversion instructions, i386
981 @cindex i386 conversion instructions
982 @cindex conversion instructions, x86-64
983 @cindex x86-64 conversion instructions
984 The Intel-syntax conversion instructions
986 @itemize @bullet
987 @item
988 @samp{cbw} --- sign-extend byte in @samp{%al} to word in @samp{%ax},
990 @item
991 @samp{cwde} --- sign-extend word in @samp{%ax} to long in @samp{%eax},
993 @item
994 @samp{cwd} --- sign-extend word in @samp{%ax} to long in @samp{%dx:%ax},
996 @item
997 @samp{cdq} --- sign-extend dword in @samp{%eax} to quad in @samp{%edx:%eax},
999 @item
1000 @samp{cdqe} --- sign-extend dword in @samp{%eax} to quad in @samp{%rax}
1001 (x86-64 only),
1003 @item
1004 @samp{cqo} --- sign-extend quad in @samp{%rax} to octuple in
1005 @samp{%rdx:%rax} (x86-64 only),
1006 @end itemize
1008 @noindent
1009 are called @samp{cbtw}, @samp{cwtl}, @samp{cwtd}, @samp{cltd}, @samp{cltq}, and
1010 @samp{cqto} in AT&T naming.  @code{@value{AS}} accepts either naming for these
1011 instructions.
1013 @cindex extension instructions, i386
1014 @cindex i386 extension instructions
1015 @cindex extension instructions, x86-64
1016 @cindex x86-64 extension instructions
1017 The Intel-syntax extension instructions
1019 @itemize @bullet
1020 @item
1021 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg16}.
1023 @item
1024 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg32}.
1026 @item
1027 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg64}
1028 (x86-64 only).
1030 @item
1031 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg32}
1033 @item
1034 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg64}
1035 (x86-64 only).
1037 @item
1038 @samp{movsxd} --- sign-extend @samp{reg32/mem32} to @samp{reg64}
1039 (x86-64 only).
1041 @item
1042 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg16}.
1044 @item
1045 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg32}.
1047 @item
1048 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg64}
1049 (x86-64 only).
1051 @item
1052 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg32}
1054 @item
1055 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg64}
1056 (x86-64 only).
1057 @end itemize
1059 @noindent
1060 are called @samp{movsbw/movsxb/movsx}, @samp{movsbl/movsxb/movsx},
1061 @samp{movsbq/movsxb/movsx}, @samp{movswl/movsxw}, @samp{movswq/movsxw},
1062 @samp{movslq/movsxl}, @samp{movzbw/movzxb/movzx},
1063 @samp{movzbl/movzxb/movzx}, @samp{movzbq/movzxb/movzx},
1064 @samp{movzwl/movzxw} and @samp{movzwq/movzxw} in AT&T syntax.
1066 @cindex jump instructions, i386
1067 @cindex call instructions, i386
1068 @cindex jump instructions, x86-64
1069 @cindex call instructions, x86-64
1070 Far call/jump instructions are @samp{lcall} and @samp{ljmp} in
1071 AT&T syntax, but are @samp{call far} and @samp{jump far} in Intel
1072 convention.
1074 @subsection AT&T Mnemonic versus Intel Mnemonic
1076 @cindex i386 mnemonic compatibility
1077 @cindex mnemonic compatibility, i386
1079 @code{@value{AS}} supports assembly using Intel mnemonic.
1080 @code{.intel_mnemonic} selects Intel mnemonic with Intel syntax, and
1081 @code{.att_mnemonic} switches back to the usual AT&T mnemonic with AT&T
1082 syntax for compatibility with the output of @code{@value{GCC}}.
1083 Several x87 instructions, @samp{fadd}, @samp{fdiv}, @samp{fdivp},
1084 @samp{fdivr}, @samp{fdivrp}, @samp{fmul}, @samp{fsub}, @samp{fsubp},
1085 @samp{fsubr} and @samp{fsubrp},  are implemented in AT&T System V/386
1086 assembler with different mnemonics from those in Intel IA32 specification.
1087 @code{@value{GCC}} generates those instructions with AT&T mnemonic.
1089 @itemize @bullet
1090 @item @samp{movslq} with AT&T mnemonic only accepts 64-bit destination
1091 register.  @samp{movsxd} should be used to encode 16-bit or 32-bit
1092 destination register with both AT&T and Intel mnemonics.
1093 @end itemize
1095 @node i386-Regs
1096 @section Register Naming
1098 @cindex i386 registers
1099 @cindex registers, i386
1100 @cindex x86-64 registers
1101 @cindex registers, x86-64
1102 Register operands are always prefixed with @samp{%}.  The 80386 registers
1103 consist of
1105 @itemize @bullet
1106 @item
1107 the 8 32-bit registers @samp{%eax} (the accumulator), @samp{%ebx},
1108 @samp{%ecx}, @samp{%edx}, @samp{%edi}, @samp{%esi}, @samp{%ebp} (the
1109 frame pointer), and @samp{%esp} (the stack pointer).
1111 @item
1112 the 8 16-bit low-ends of these: @samp{%ax}, @samp{%bx}, @samp{%cx},
1113 @samp{%dx}, @samp{%di}, @samp{%si}, @samp{%bp}, and @samp{%sp}.
1115 @item
1116 the 8 8-bit registers: @samp{%ah}, @samp{%al}, @samp{%bh},
1117 @samp{%bl}, @samp{%ch}, @samp{%cl}, @samp{%dh}, and @samp{%dl} (These
1118 are the high-bytes and low-bytes of @samp{%ax}, @samp{%bx},
1119 @samp{%cx}, and @samp{%dx})
1121 @item
1122 the 6 section registers @samp{%cs} (code section), @samp{%ds}
1123 (data section), @samp{%ss} (stack section), @samp{%es}, @samp{%fs},
1124 and @samp{%gs}.
1126 @item
1127 the 5 processor control registers @samp{%cr0}, @samp{%cr2},
1128 @samp{%cr3}, @samp{%cr4}, and @samp{%cr8}.
1130 @item
1131 the 6 debug registers @samp{%db0}, @samp{%db1}, @samp{%db2},
1132 @samp{%db3}, @samp{%db6}, and @samp{%db7}.
1134 @item
1135 the 2 test registers @samp{%tr6} and @samp{%tr7}.
1137 @item
1138 the 8 floating point register stack @samp{%st} or equivalently
1139 @samp{%st(0)}, @samp{%st(1)}, @samp{%st(2)}, @samp{%st(3)},
1140 @samp{%st(4)}, @samp{%st(5)}, @samp{%st(6)}, and @samp{%st(7)}.
1141 These registers are overloaded by 8 MMX registers @samp{%mm0},
1142 @samp{%mm1}, @samp{%mm2}, @samp{%mm3}, @samp{%mm4}, @samp{%mm5},
1143 @samp{%mm6} and @samp{%mm7}.
1145 @item
1146 the 8 128-bit SSE registers registers @samp{%xmm0}, @samp{%xmm1}, @samp{%xmm2},
1147 @samp{%xmm3}, @samp{%xmm4}, @samp{%xmm5}, @samp{%xmm6} and @samp{%xmm7}.
1148 @end itemize
1150 The AMD x86-64 architecture extends the register set by:
1152 @itemize @bullet
1153 @item
1154 enhancing the 8 32-bit registers to 64-bit: @samp{%rax} (the
1155 accumulator), @samp{%rbx}, @samp{%rcx}, @samp{%rdx}, @samp{%rdi},
1156 @samp{%rsi}, @samp{%rbp} (the frame pointer), @samp{%rsp} (the stack
1157 pointer)
1159 @item
1160 the 8 extended registers @samp{%r8}--@samp{%r15}.
1162 @item
1163 the 8 32-bit low ends of the extended registers: @samp{%r8d}--@samp{%r15d}.
1165 @item
1166 the 8 16-bit low ends of the extended registers: @samp{%r8w}--@samp{%r15w}.
1168 @item
1169 the 8 8-bit low ends of the extended registers: @samp{%r8b}--@samp{%r15b}.
1171 @item
1172 the 4 8-bit registers: @samp{%sil}, @samp{%dil}, @samp{%bpl}, @samp{%spl}.
1174 @item
1175 the 8 debug registers: @samp{%db8}--@samp{%db15}.
1177 @item
1178 the 8 128-bit SSE registers: @samp{%xmm8}--@samp{%xmm15}.
1179 @end itemize
1181 With the AVX extensions more registers were made available:
1183 @itemize @bullet
1185 @item
1186 the 16 256-bit SSE @samp{%ymm0}--@samp{%ymm15} (only the first 8
1187 available in 32-bit mode).  The bottom 128 bits are overlaid with the
1188 @samp{xmm0}--@samp{xmm15} registers.
1190 @end itemize
1192 The AVX512 extensions added the following registers:
1194 @itemize @bullet
1196 @item
1197 the 32 512-bit registers @samp{%zmm0}--@samp{%zmm31} (only the first 8
1198 available in 32-bit mode).  The bottom 128 bits are overlaid with the
1199 @samp{%xmm0}--@samp{%xmm31} registers and the first 256 bits are
1200 overlaid with the @samp{%ymm0}--@samp{%ymm31} registers.
1202 @item
1203 the 8 mask registers @samp{%k0}--@samp{%k7}.
1205 @end itemize
1207 @node i386-Prefixes
1208 @section Instruction Prefixes
1210 @cindex i386 instruction prefixes
1211 @cindex instruction prefixes, i386
1212 @cindex prefixes, i386
1213 Instruction prefixes are used to modify the following instruction.  They
1214 are used to repeat string instructions, to provide section overrides, to
1215 perform bus lock operations, and to change operand and address sizes.
1216 (Most instructions that normally operate on 32-bit operands will use
1217 16-bit operands if the instruction has an ``operand size'' prefix.)
1218 Instruction prefixes are best written on the same line as the instruction
1219 they act upon. For example, the @samp{scas} (scan string) instruction is
1220 repeated with:
1222 @smallexample
1223         repne scas %es:(%edi),%al
1224 @end smallexample
1226 You may also place prefixes on the lines immediately preceding the
1227 instruction, but this circumvents checks that @code{@value{AS}} does
1228 with prefixes, and will not work with all prefixes.
1230 Here is a list of instruction prefixes:
1232 @cindex section override prefixes, i386
1233 @itemize @bullet
1234 @item
1235 Section override prefixes @samp{cs}, @samp{ds}, @samp{ss}, @samp{es},
1236 @samp{fs}, @samp{gs}.  These are automatically added by specifying
1237 using the @var{section}:@var{memory-operand} form for memory references.
1239 @cindex size prefixes, i386
1240 @item
1241 Operand/Address size prefixes @samp{data16} and @samp{addr16}
1242 change 32-bit operands/addresses into 16-bit operands/addresses,
1243 while @samp{data32} and @samp{addr32} change 16-bit ones (in a
1244 @code{.code16} section) into 32-bit operands/addresses.  These prefixes
1245 @emph{must} appear on the same line of code as the instruction they
1246 modify. For example, in a 16-bit @code{.code16} section, you might
1247 write:
1249 @smallexample
1250         addr32 jmpl *(%ebx)
1251 @end smallexample
1253 @cindex bus lock prefixes, i386
1254 @cindex inhibiting interrupts, i386
1255 @item
1256 The bus lock prefix @samp{lock} inhibits interrupts during execution of
1257 the instruction it precedes.  (This is only valid with certain
1258 instructions; see a 80386 manual for details).
1260 @cindex coprocessor wait, i386
1261 @item
1262 The wait for coprocessor prefix @samp{wait} waits for the coprocessor to
1263 complete the current instruction.  This should never be needed for the
1264 80386/80387 combination.
1266 @cindex repeat prefixes, i386
1267 @item
1268 The @samp{rep}, @samp{repe}, and @samp{repne} prefixes are added
1269 to string instructions to make them repeat @samp{%ecx} times (@samp{%cx}
1270 times if the current address size is 16-bits).
1271 @cindex REX prefixes, i386
1272 @item
1273 The @samp{rex} family of prefixes is used by x86-64 to encode
1274 extensions to i386 instruction set.  The @samp{rex} prefix has four
1275 bits --- an operand size overwrite (@code{64}) used to change operand size
1276 from 32-bit to 64-bit and X, Y and Z extensions bits used to extend the
1277 register set.
1279 You may write the @samp{rex} prefixes directly. The @samp{rex64xyz}
1280 instruction emits @samp{rex} prefix with all the bits set.  By omitting
1281 the @code{64}, @code{x}, @code{y} or @code{z} you may write other
1282 prefixes as well.  Normally, there is no need to write the prefixes
1283 explicitly, since gas will automatically generate them based on the
1284 instruction operands.
1285 @end itemize
1287 @node i386-Memory
1288 @section Memory References
1290 @cindex i386 memory references
1291 @cindex memory references, i386
1292 @cindex x86-64 memory references
1293 @cindex memory references, x86-64
1294 An Intel syntax indirect memory reference of the form
1296 @smallexample
1297 @var{section}:[@var{base} + @var{index}*@var{scale} + @var{disp}]
1298 @end smallexample
1300 @noindent
1301 is translated into the AT&T syntax
1303 @smallexample
1304 @var{section}:@var{disp}(@var{base}, @var{index}, @var{scale})
1305 @end smallexample
1307 @noindent
1308 where @var{base} and @var{index} are the optional 32-bit base and
1309 index registers, @var{disp} is the optional displacement, and
1310 @var{scale}, taking the values 1, 2, 4, and 8, multiplies @var{index}
1311 to calculate the address of the operand.  If no @var{scale} is
1312 specified, @var{scale} is taken to be 1.  @var{section} specifies the
1313 optional section register for the memory operand, and may override the
1314 default section register (see a 80386 manual for section register
1315 defaults). Note that section overrides in AT&T syntax @emph{must}
1316 be preceded by a @samp{%}.  If you specify a section override which
1317 coincides with the default section register, @code{@value{AS}} does @emph{not}
1318 output any section register override prefixes to assemble the given
1319 instruction.  Thus, section overrides can be specified to emphasize which
1320 section register is used for a given memory operand.
1322 Here are some examples of Intel and AT&T style memory references:
1324 @table @asis
1325 @item AT&T: @samp{-4(%ebp)}, Intel:  @samp{[ebp - 4]}
1326 @var{base} is @samp{%ebp}; @var{disp} is @samp{-4}. @var{section} is
1327 missing, and the default section is used (@samp{%ss} for addressing with
1328 @samp{%ebp} as the base register).  @var{index}, @var{scale} are both missing.
1330 @item AT&T: @samp{foo(,%eax,4)}, Intel: @samp{[foo + eax*4]}
1331 @var{index} is @samp{%eax} (scaled by a @var{scale} 4); @var{disp} is
1332 @samp{foo}.  All other fields are missing.  The section register here
1333 defaults to @samp{%ds}.
1335 @item AT&T: @samp{foo(,1)}; Intel @samp{[foo]}
1336 This uses the value pointed to by @samp{foo} as a memory operand.
1337 Note that @var{base} and @var{index} are both missing, but there is only
1338 @emph{one} @samp{,}.  This is a syntactic exception.
1340 @item AT&T: @samp{%gs:foo}; Intel @samp{gs:foo}
1341 This selects the contents of the variable @samp{foo} with section
1342 register @var{section} being @samp{%gs}.
1343 @end table
1345 Absolute (as opposed to PC relative) call and jump operands must be
1346 prefixed with @samp{*}.  If no @samp{*} is specified, @code{@value{AS}}
1347 always chooses PC relative addressing for jump/call labels.
1349 Any instruction that has a memory operand, but no register operand,
1350 @emph{must} specify its size (byte, word, long, or quadruple) with an
1351 instruction mnemonic suffix (@samp{b}, @samp{w}, @samp{l} or @samp{q},
1352 respectively).
1354 The x86-64 architecture adds an RIP (instruction pointer relative)
1355 addressing.  This addressing mode is specified by using @samp{rip} as a
1356 base register.  Only constant offsets are valid. For example:
1358 @table @asis
1359 @item AT&T: @samp{1234(%rip)}, Intel: @samp{[rip + 1234]}
1360 Points to the address 1234 bytes past the end of the current
1361 instruction.
1363 @item AT&T: @samp{symbol(%rip)}, Intel: @samp{[rip + symbol]}
1364 Points to the @code{symbol} in RIP relative way, this is shorter than
1365 the default absolute addressing.
1366 @end table
1368 Other addressing modes remain unchanged in x86-64 architecture, except
1369 registers used are 64-bit instead of 32-bit.
1371 @node i386-Jumps
1372 @section Handling of Jump Instructions
1374 @cindex jump optimization, i386
1375 @cindex i386 jump optimization
1376 @cindex jump optimization, x86-64
1377 @cindex x86-64 jump optimization
1378 Jump instructions are always optimized to use the smallest possible
1379 displacements.  This is accomplished by using byte (8-bit) displacement
1380 jumps whenever the target is sufficiently close.  If a byte displacement
1381 is insufficient a long displacement is used.  We do not support
1382 word (16-bit) displacement jumps in 32-bit mode (i.e. prefixing the jump
1383 instruction with the @samp{data16} instruction prefix), since the 80386
1384 insists upon masking @samp{%eip} to 16 bits after the word displacement
1385 is added. (See also @pxref{i386-Arch})
1387 Note that the @samp{jcxz}, @samp{jecxz}, @samp{loop}, @samp{loopz},
1388 @samp{loope}, @samp{loopnz} and @samp{loopne} instructions only come in byte
1389 displacements, so that if you use these instructions (@code{@value{GCC}} does
1390 not use them) you may get an error message (and incorrect code).  The AT&T
1391 80386 assembler tries to get around this problem by expanding @samp{jcxz foo}
1394 @smallexample
1395          jcxz cx_zero
1396          jmp cx_nonzero
1397 cx_zero: jmp foo
1398 cx_nonzero:
1399 @end smallexample
1401 @node i386-Float
1402 @section Floating Point
1404 @cindex i386 floating point
1405 @cindex floating point, i386
1406 @cindex x86-64 floating point
1407 @cindex floating point, x86-64
1408 All 80387 floating point types except packed BCD are supported.
1409 (BCD support may be added without much difficulty).  These data
1410 types are 16-, 32-, and 64- bit integers, and single (32-bit),
1411 double (64-bit), and extended (80-bit) precision floating point.
1412 Each supported type has an instruction mnemonic suffix and a constructor
1413 associated with it.  Instruction mnemonic suffixes specify the operand's
1414 data type.  Constructors build these data types into memory.
1416 @cindex @code{float} directive, i386
1417 @cindex @code{single} directive, i386
1418 @cindex @code{double} directive, i386
1419 @cindex @code{tfloat} directive, i386
1420 @cindex @code{hfloat} directive, i386
1421 @cindex @code{bfloat16} directive, i386
1422 @cindex @code{float} directive, x86-64
1423 @cindex @code{single} directive, x86-64
1424 @cindex @code{double} directive, x86-64
1425 @cindex @code{tfloat} directive, x86-64
1426 @cindex @code{hfloat} directive, x86-64
1427 @cindex @code{bfloat16} directive, x86-64
1428 @itemize @bullet
1429 @item
1430 Floating point constructors are @samp{.float} or @samp{.single},
1431 @samp{.double}, @samp{.tfloat}, @samp{.hfloat}, and @samp{.bfloat16} for 32-,
1432 64-, 80-, and 16-bit (two flavors) formats respectively.  The former three
1433 correspond to instruction mnemonic suffixes @samp{s}, @samp{l}, and @samp{t}.
1434 @samp{t} stands for 80-bit (ten byte) real.  The 80387 only supports this
1435 format via the @samp{fldt} (load 80-bit real to stack top) and @samp{fstpt}
1436 (store 80-bit real and pop stack) instructions.
1438 @cindex @code{word} directive, i386
1439 @cindex @code{long} directive, i386
1440 @cindex @code{int} directive, i386
1441 @cindex @code{quad} directive, i386
1442 @cindex @code{word} directive, x86-64
1443 @cindex @code{long} directive, x86-64
1444 @cindex @code{int} directive, x86-64
1445 @cindex @code{quad} directive, x86-64
1446 @item
1447 Integer constructors are @samp{.word}, @samp{.long} or @samp{.int}, and
1448 @samp{.quad} for the 16-, 32-, and 64-bit integer formats.  The
1449 corresponding instruction mnemonic suffixes are @samp{s} (short),
1450 @samp{l} (long), and @samp{q} (quad).  As with the 80-bit real format,
1451 the 64-bit @samp{q} format is only present in the @samp{fildq} (load
1452 quad integer to stack top) and @samp{fistpq} (store quad integer and pop
1453 stack) instructions.
1454 @end itemize
1456 Register to register operations should not use instruction mnemonic suffixes.
1457 @samp{fstl %st, %st(1)} will give a warning, and be assembled as if you
1458 wrote @samp{fst %st, %st(1)}, since all register to register operations
1459 use 80-bit floating point operands. (Contrast this with @samp{fstl %st, mem},
1460 which converts @samp{%st} from 80-bit to 64-bit floating point format,
1461 then stores the result in the 4 byte location @samp{mem})
1463 @node i386-SIMD
1464 @section Intel's MMX and AMD's 3DNow! SIMD Operations
1466 @cindex MMX, i386
1467 @cindex 3DNow!, i386
1468 @cindex SIMD, i386
1469 @cindex MMX, x86-64
1470 @cindex 3DNow!, x86-64
1471 @cindex SIMD, x86-64
1473 @code{@value{AS}} supports Intel's MMX instruction set (SIMD
1474 instructions for integer data), available on Intel's Pentium MMX
1475 processors and Pentium II processors, AMD's K6 and K6-2 processors,
1476 Cyrix' M2 processor, and probably others.  It also supports AMD's 3DNow!@:
1477 instruction set (SIMD instructions for 32-bit floating point data)
1478 available on AMD's K6-2 processor and possibly others in the future.
1480 Currently, @code{@value{AS}} does not support Intel's floating point
1481 SIMD, Katmai (KNI).
1483 The eight 64-bit MMX operands, also used by 3DNow!, are called @samp{%mm0},
1484 @samp{%mm1}, ... @samp{%mm7}.  They contain eight 8-bit integers, four
1485 16-bit integers, two 32-bit integers, one 64-bit integer, or two 32-bit
1486 floating point values.  The MMX registers cannot be used at the same time
1487 as the floating point stack.
1489 See Intel and AMD documentation, keeping in mind that the operand order in
1490 instructions is reversed from the Intel syntax.
1492 @node i386-LWP
1493 @section AMD's Lightweight Profiling Instructions
1495 @cindex LWP, i386
1496 @cindex LWP, x86-64
1498 @code{@value{AS}} supports AMD's Lightweight Profiling (LWP)
1499 instruction set, available on AMD's Family 15h (Orochi) processors.
1501 LWP enables applications to collect and manage performance data, and
1502 react to performance events.  The collection of performance data
1503 requires no context switches.  LWP runs in the context of a thread and
1504 so several counters can be used independently across multiple threads.
1505 LWP can be used in both 64-bit and legacy 32-bit modes.
1507 For detailed information on the LWP instruction set, see the
1508 @cite{AMD Lightweight Profiling Specification} available at
1509 @uref{http://developer.amd.com/cpu/LWP,Lightweight Profiling Specification}.
1511 @node i386-BMI
1512 @section Bit Manipulation Instructions
1514 @cindex BMI, i386
1515 @cindex BMI, x86-64
1517 @code{@value{AS}} supports the Bit Manipulation (BMI) instruction set.
1519 BMI instructions provide several instructions implementing individual
1520 bit manipulation operations such as isolation, masking, setting, or
1521 resetting.
1523 @c Need to add a specification citation here when available.
1525 @node i386-TBM
1526 @section AMD's Trailing Bit Manipulation Instructions
1528 @cindex TBM, i386
1529 @cindex TBM, x86-64
1531 @code{@value{AS}} supports AMD's Trailing Bit Manipulation (TBM)
1532 instruction set, available on AMD's BDVER2 processors (Trinity and
1533 Viperfish).
1535 TBM instructions provide instructions implementing individual bit
1536 manipulation operations such as isolating, masking, setting, resetting,
1537 complementing, and operations on trailing zeros and ones.
1539 @c Need to add a specification citation here when available.
1541 @node i386-16bit
1542 @section Writing 16-bit Code
1544 @cindex i386 16-bit code
1545 @cindex 16-bit code, i386
1546 @cindex real-mode code, i386
1547 @cindex @code{code16gcc} directive, i386
1548 @cindex @code{code16} directive, i386
1549 @cindex @code{code32} directive, i386
1550 @cindex @code{code64} directive, i386
1551 @cindex @code{code64} directive, x86-64
1552 While @code{@value{AS}} normally writes only ``pure'' 32-bit i386 code
1553 or 64-bit x86-64 code depending on the default configuration,
1554 it also supports writing code to run in real mode or in 16-bit protected
1555 mode code segments.  To do this, put a @samp{.code16} or
1556 @samp{.code16gcc} directive before the assembly language instructions to
1557 be run in 16-bit mode.  You can switch @code{@value{AS}} to writing
1558 32-bit code with the @samp{.code32} directive or 64-bit code with the
1559 @samp{.code64} directive.
1561 @samp{.code16gcc} provides experimental support for generating 16-bit
1562 code from gcc, and differs from @samp{.code16} in that @samp{call},
1563 @samp{ret}, @samp{enter}, @samp{leave}, @samp{push}, @samp{pop},
1564 @samp{pusha}, @samp{popa}, @samp{pushf}, and @samp{popf} instructions
1565 default to 32-bit size.  This is so that the stack pointer is
1566 manipulated in the same way over function calls, allowing access to
1567 function parameters at the same stack offsets as in 32-bit mode.
1568 @samp{.code16gcc} also automatically adds address size prefixes where
1569 necessary to use the 32-bit addressing modes that gcc generates.
1571 The code which @code{@value{AS}} generates in 16-bit mode will not
1572 necessarily run on a 16-bit pre-80386 processor.  To write code that
1573 runs on such a processor, you must refrain from using @emph{any} 32-bit
1574 constructs which require @code{@value{AS}} to output address or operand
1575 size prefixes.
1577 Note that writing 16-bit code instructions by explicitly specifying a
1578 prefix or an instruction mnemonic suffix within a 32-bit code section
1579 generates different machine instructions than those generated for a
1580 16-bit code segment.  In a 32-bit code section, the following code
1581 generates the machine opcode bytes @samp{66 6a 04}, which pushes the
1582 value @samp{4} onto the stack, decrementing @samp{%esp} by 2.
1584 @smallexample
1585         pushw $4
1586 @end smallexample
1588 The same code in a 16-bit code section would generate the machine
1589 opcode bytes @samp{6a 04} (i.e., without the operand size prefix), which
1590 is correct since the processor default operand size is assumed to be 16
1591 bits in a 16-bit code section.
1593 @node i386-Arch
1594 @section Specifying CPU Architecture
1596 @cindex arch directive, i386
1597 @cindex i386 arch directive
1598 @cindex arch directive, x86-64
1599 @cindex x86-64 arch directive
1601 @code{@value{AS}} may be told to assemble for a particular CPU
1602 (sub-)architecture with the @code{.arch @var{cpu_type}} directive.  This
1603 directive enables a warning when gas detects an instruction that is not
1604 supported on the CPU specified.  The choices for @var{cpu_type} are:
1606 @multitable @columnfractions .20 .20 .20 .20
1607 @item @samp{default} @tab @samp{push} @tab @samp{pop}
1608 @item @samp{i8086} @tab @samp{i186} @tab @samp{i286} @tab @samp{i386}
1609 @item @samp{i486} @tab @samp{i586} @tab @samp{i686} @tab @samp{pentium}
1610 @item @samp{pentiumpro} @tab @samp{pentiumii} @tab @samp{pentiumiii} @tab @samp{pentium4}
1611 @item @samp{prescott} @tab @samp{nocona} @tab @samp{core} @tab @samp{core2}
1612 @item @samp{corei7} @tab @samp{iamcu}
1613 @item @samp{k6} @tab @samp{k6_2} @tab @samp{athlon} @tab @samp{k8}
1614 @item @samp{amdfam10} @tab @samp{bdver1} @tab @samp{bdver2} @tab @samp{bdver3}
1615 @item @samp{bdver4} @tab @samp{znver1} @tab @samp{znver2} @tab @samp{znver3}
1616 @item @samp{znver4} @tab @samp{btver1} @tab @samp{btver2} @tab @samp{generic32}
1617 @item @samp{generic64} @tab @samp{.cmov} @tab @samp{.fxsr} @tab @samp{.mmx}
1618 @item @samp{.sse} @tab @samp{.sse2} @tab @samp{.sse3} @tab @samp{.sse4a}
1619 @item @samp{.ssse3} @tab @samp{.sse4.1} @tab @samp{.sse4.2} @tab @samp{.sse4}
1620 @item @samp{.avx} @tab @samp{.vmx} @tab @samp{.smx} @tab @samp{.ept}
1621 @item @samp{.clflush} @tab @samp{.movbe} @tab @samp{.xsave} @tab @samp{.xsaveopt}
1622 @item @samp{.aes} @tab @samp{.pclmul} @tab @samp{.fma} @tab @samp{.fsgsbase}
1623 @item @samp{.rdrnd} @tab @samp{.f16c} @tab @samp{.avx2} @tab @samp{.bmi2}
1624 @item @samp{.lzcnt} @tab @samp{.popcnt} @tab @samp{.invpcid} @tab @samp{.vmfunc}
1625 @item @samp{.monitor} @tab @samp{.hle} @tab @samp{.rtm} @tab @samp{.tsx}
1626 @item @samp{.lahf_sahf} @tab @samp{.adx} @tab @samp{.rdseed} @tab @samp{.prfchw}
1627 @item @samp{.smap} @tab @samp{.mpx} @tab @samp{.sha} @tab @samp{.prefetchwt1}
1628 @item @samp{.clflushopt} @tab @samp{.xsavec} @tab @samp{.xsaves} @tab @samp{.se1}
1629 @item @samp{.avx512f} @tab @samp{.avx512cd} @tab @samp{.avx512er} @tab @samp{.avx512pf}
1630 @item @samp{.avx512vl} @tab @samp{.avx512bw} @tab @samp{.avx512dq} @tab @samp{.avx512ifma}
1631 @item @samp{.avx512vbmi} @tab @samp{.avx512_4fmaps} @tab @samp{.avx512_4vnniw}
1632 @item @samp{.avx512_vpopcntdq} @tab @samp{.avx512_vbmi2} @tab @samp{.avx512_vnni}
1633 @item @samp{.avx512_bitalg} @tab @samp{.avx512_bf16} @tab @samp{.avx512_vp2intersect}
1634 @item @samp{.tdx} @tab @samp{.avx_vnni}  @tab @samp{.avx512_fp16}
1635 @item @samp{.clwb} @tab @samp{.rdpid} @tab @samp{.ptwrite} @tab @samp{.ibt}
1636 @item @samp{.prefetchi} @tab @samp{.avx_ifma} @tab @samp{.avx_vnni_int8}
1637 @item @samp{.cmpccxadd} @tab @samp{.wrmsrns} @tab @samp{.msrlist}
1638 @item @samp{.avx_ne_convert} @tab @samp{.rao_int}
1639 @item @samp{.fred} @tab @samp{.lkgs}
1640 @item @samp{.wbnoinvd} @tab @samp{.pconfig} @tab @samp{.waitpkg} @tab @samp{.cldemote}
1641 @item @samp{.shstk} @tab @samp{.gfni} @tab @samp{.vaes} @tab @samp{.vpclmulqdq}
1642 @item @samp{.movdiri} @tab @samp{.movdir64b} @tab @samp{.enqcmd} @tab @samp{.tsxldtrk}
1643 @item @samp{.amx_int8} @tab @samp{.amx_bf16} @tab @samp{.amx_fp16}
1644 @item @samp{.amx_complex} @tab @samp{.amx_tile}
1645 @item @samp{.kl} @tab @samp{.widekl} @tab @samp{.uintr} @tab @samp{.hreset}
1646 @item @samp{.3dnow} @tab @samp{.3dnowa} @tab @samp{.sse4a} @tab @samp{.sse5}
1647 @item @samp{.syscall} @tab @samp{.rdtscp} @tab @samp{.svme}
1648 @item @samp{.lwp} @tab @samp{.fma4} @tab @samp{.xop} @tab @samp{.cx16}
1649 @item @samp{.padlock} @tab @samp{.clzero} @tab @samp{.mwaitx} @tab @samp{.rdpru}
1650 @item @samp{.mcommit} @tab @samp{.sev_es} @tab @samp{.snp} @tab @samp{.invlpgb}
1651 @item @samp{.tlbsync}
1652 @end multitable
1654 Apart from the warning, there are only two other effects on
1655 @code{@value{AS}} operation;  Firstly, if you specify a CPU other than
1656 @samp{i486}, then shift by one instructions such as @samp{sarl $1, %eax}
1657 will automatically use a two byte opcode sequence.  The larger three
1658 byte opcode sequence is used on the 486 (and when no architecture is
1659 specified) because it executes faster on the 486.  Note that you can
1660 explicitly request the two byte opcode by writing @samp{sarl %eax}.
1661 Secondly, if you specify @samp{i8086}, @samp{i186}, or @samp{i286},
1662 @emph{and} @samp{.code16} or @samp{.code16gcc} then byte offset
1663 conditional jumps will be promoted when necessary to a two instruction
1664 sequence consisting of a conditional jump of the opposite sense around
1665 an unconditional jump to the target.
1667 Note that the sub-architecture specifiers (starting with a dot) can be prefixed
1668 with @code{no} to revoke the respective (and any dependent) functionality.
1670 Following the CPU architecture (but not a sub-architecture, which are those
1671 starting with a dot), you may specify @samp{jumps} or @samp{nojumps} to
1672 control automatic promotion of conditional jumps. @samp{jumps} is the
1673 default, and enables jump promotion;  All external jumps will be of the long
1674 variety, and file-local jumps will be promoted as necessary.
1675 (@pxref{i386-Jumps})  @samp{nojumps} leaves external conditional jumps as
1676 byte offset jumps, and warns about file-local conditional jumps that
1677 @code{@value{AS}} promotes.
1678 Unconditional jumps are treated as for @samp{jumps}.
1680 For example
1682 @smallexample
1683  .arch i8086,nojumps
1684 @end smallexample
1686 @node i386-ISA
1687 @section AMD64 ISA vs. Intel64 ISA
1689 There are some discrepancies between AMD64 and Intel64 ISAs.
1691 @itemize @bullet
1692 @item For @samp{movsxd} with 16-bit destination register, AMD64
1693 supports 32-bit source operand and Intel64 supports 16-bit source
1694 operand.
1696 @item For far branches (with explicit memory operand), both ISAs support
1697 32- and 16-bit operand size.  Intel64 additionally supports 64-bit
1698 operand size, encoded as @samp{ljmpq} and @samp{lcallq} in AT&T syntax
1699 and with an explicit @samp{tbyte ptr} operand size specifier in Intel
1700 syntax.
1702 @item @samp{lfs}, @samp{lgs}, and @samp{lss} similarly allow for 16-
1703 and 32-bit operand size (32- and 48-bit memory operand) in both ISAs,
1704 while Intel64 additionally supports 64-bit operand sise (80-bit memory
1705 operands).
1707 @end itemize
1709 @node i386-Bugs
1710 @section AT&T Syntax bugs
1712 The UnixWare assembler, and probably other AT&T derived ix86 Unix
1713 assemblers, generate floating point instructions with reversed source
1714 and destination registers in certain cases.  Unfortunately, gcc and
1715 possibly many other programs use this reversed syntax, so we're stuck
1716 with it.
1718 For example
1720 @smallexample
1721         fsub %st,%st(3)
1722 @end smallexample
1723 @noindent
1724 results in @samp{%st(3)} being updated to @samp{%st - %st(3)} rather
1725 than the expected @samp{%st(3) - %st}.  This happens with all the
1726 non-commutative arithmetic floating point operations with two register
1727 operands where the source register is @samp{%st} and the destination
1728 register is @samp{%st(i)}.
1730 @node i386-Notes
1731 @section Notes
1733 @cindex i386 @code{mul}, @code{imul} instructions
1734 @cindex @code{mul} instruction, i386
1735 @cindex @code{imul} instruction, i386
1736 @cindex @code{mul} instruction, x86-64
1737 @cindex @code{imul} instruction, x86-64
1738 There is some trickery concerning the @samp{mul} and @samp{imul}
1739 instructions that deserves mention.  The 16-, 32-, 64- and 128-bit expanding
1740 multiplies (base opcode @samp{0xf6}; extension 4 for @samp{mul} and 5
1741 for @samp{imul}) can be output only in the one operand form.  Thus,
1742 @samp{imul %ebx, %eax} does @emph{not} select the expanding multiply;
1743 the expanding multiply would clobber the @samp{%edx} register, and this
1744 would confuse @code{@value{GCC}} output.  Use @samp{imul %ebx} to get the
1745 64-bit product in @samp{%edx:%eax}.
1747 We have added a two operand form of @samp{imul} when the first operand
1748 is an immediate mode expression and the second operand is a register.
1749 This is just a shorthand, so that, multiplying @samp{%eax} by 69, for
1750 example, can be done with @samp{imul $69, %eax} rather than @samp{imul
1751 $69, %eax, %eax}.