* config/tc-arm.c (implicit_it_mode): New enum.
[binutils.git] / gas / doc / c-arm.texi
blob7accce818e2de2b3889e8dc35b58cedc9bc63ece
1 @c Copyright 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004,
2 @c 2008, 2009  Free Software Foundation, Inc.
3 @c This is part of the GAS manual.
4 @c For copying conditions, see the file as.texinfo.
6 @ifset GENERIC
7 @page
8 @node ARM-Dependent
9 @chapter ARM Dependent Features
10 @end ifset
12 @ifclear GENERIC
13 @node Machine Dependencies
14 @chapter ARM Dependent Features
15 @end ifclear
17 @cindex ARM support
18 @cindex Thumb support
19 @menu
20 * ARM Options::              Options
21 * ARM Syntax::               Syntax
22 * ARM Floating Point::       Floating Point
23 * ARM Directives::           ARM Machine Directives
24 * ARM Opcodes::              Opcodes
25 * ARM Mapping Symbols::      Mapping Symbols
26 * ARM Unwinding Tutorial::   Unwinding
27 @end menu
29 @node ARM Options
30 @section Options
31 @cindex ARM options (none)
32 @cindex options for ARM (none)
34 @table @code
36 @cindex @code{-mcpu=} command line option, ARM
37 @item -mcpu=@var{processor}[+@var{extension}@dots{}]
38 This option specifies the target processor.  The assembler will issue an
39 error message if an attempt is made to assemble an instruction which
40 will not execute on the target processor.  The following processor names are
41 recognized: 
42 @code{arm1},
43 @code{arm2},
44 @code{arm250},
45 @code{arm3},
46 @code{arm6},
47 @code{arm60},
48 @code{arm600},
49 @code{arm610},
50 @code{arm620},
51 @code{arm7},
52 @code{arm7m},
53 @code{arm7d},
54 @code{arm7dm},
55 @code{arm7di},
56 @code{arm7dmi},
57 @code{arm70},
58 @code{arm700},
59 @code{arm700i},
60 @code{arm710},
61 @code{arm710t},
62 @code{arm720},
63 @code{arm720t},
64 @code{arm740t},
65 @code{arm710c},
66 @code{arm7100},
67 @code{arm7500},
68 @code{arm7500fe},
69 @code{arm7t},
70 @code{arm7tdmi},
71 @code{arm7tdmi-s},
72 @code{arm8},
73 @code{arm810},
74 @code{strongarm},
75 @code{strongarm1},
76 @code{strongarm110},
77 @code{strongarm1100},
78 @code{strongarm1110},
79 @code{arm9},
80 @code{arm920},
81 @code{arm920t},
82 @code{arm922t},
83 @code{arm940t},
84 @code{arm9tdmi},
85 @code{fa526} (Faraday FA526 processor),
86 @code{fa626} (Faraday FA626 processor),
87 @code{arm9e},
88 @code{arm926e},
89 @code{arm926ej-s},
90 @code{arm946e-r0},
91 @code{arm946e},
92 @code{arm946e-s},
93 @code{arm966e-r0},
94 @code{arm966e},
95 @code{arm966e-s},
96 @code{arm968e-s},
97 @code{arm10t},
98 @code{arm10tdmi},
99 @code{arm10e},
100 @code{arm1020},
101 @code{arm1020t},
102 @code{arm1020e},
103 @code{arm1022e},
104 @code{arm1026ej-s},
105 @code{fa626te} (Faraday FA626TE processor),
106 @code{fa726te} (Faraday FA726TE processor),
107 @code{arm1136j-s},
108 @code{arm1136jf-s},
109 @code{arm1156t2-s},
110 @code{arm1156t2f-s},
111 @code{arm1176jz-s},
112 @code{arm1176jzf-s},
113 @code{mpcore},
114 @code{mpcorenovfp},
115 @code{cortex-a8},
116 @code{cortex-a9},
117 @code{cortex-r4},
118 @code{cortex-m3},
119 @code{cortex-m1},
120 @code{cortex-m0},
121 @code{ep9312} (ARM920 with Cirrus Maverick coprocessor),
122 @code{i80200} (Intel XScale processor)
123 @code{iwmmxt} (Intel(r) XScale processor with Wireless MMX(tm) technology coprocessor)
125 @code{xscale}.  
126 The special name @code{all} may be used to allow the
127 assembler to accept instructions valid for any ARM processor.
129 In addition to the basic instruction set, the assembler can be told to 
130 accept various extension mnemonics that extend the processor using the 
131 co-processor instruction space.  For example, @code{-mcpu=arm920+maverick}
132 is equivalent to specifying @code{-mcpu=ep9312}.  The following extensions
133 are currently supported: 
134 @code{+maverick}
135 @code{+iwmmxt}
137 @code{+xscale}.
139 @cindex @code{-march=} command line option, ARM
140 @item -march=@var{architecture}[+@var{extension}@dots{}]
141 This option specifies the target architecture.  The assembler will issue
142 an error message if an attempt is made to assemble an instruction which
143 will not execute on the target architecture.  The following architecture 
144 names are recognized: 
145 @code{armv1},
146 @code{armv2},
147 @code{armv2a},
148 @code{armv2s},
149 @code{armv3},
150 @code{armv3m},
151 @code{armv4},
152 @code{armv4xm},
153 @code{armv4t},
154 @code{armv4txm},
155 @code{armv5},
156 @code{armv5t},
157 @code{armv5txm},
158 @code{armv5te},
159 @code{armv5texp},
160 @code{armv6},
161 @code{armv6j},
162 @code{armv6k},
163 @code{armv6z},
164 @code{armv6zk},
165 @code{armv7},
166 @code{armv7-a},
167 @code{armv7-r},
168 @code{armv7-m},
169 @code{iwmmxt}
171 @code{xscale}.
172 If both @code{-mcpu} and
173 @code{-march} are specified, the assembler will use
174 the setting for @code{-mcpu}.
176 The architecture option can be extended with the same instruction set
177 extension options as the @code{-mcpu} option.
179 @cindex @code{-mfpu=} command line option, ARM
180 @item -mfpu=@var{floating-point-format}
182 This option specifies the floating point format to assemble for.  The
183 assembler will issue an error message if an attempt is made to assemble
184 an instruction which will not execute on the target floating point unit.  
185 The following format options are recognized:
186 @code{softfpa},
187 @code{fpe},
188 @code{fpe2},
189 @code{fpe3},
190 @code{fpa},
191 @code{fpa10},
192 @code{fpa11},
193 @code{arm7500fe},
194 @code{softvfp},
195 @code{softvfp+vfp},
196 @code{vfp},
197 @code{vfp10},
198 @code{vfp10-r0},
199 @code{vfp9},
200 @code{vfpxd},
201 @code{vfpv2}
202 @code{vfpv3}
203 @code{vfpv3-d16}
204 @code{arm1020t},
205 @code{arm1020e},
206 @code{arm1136jf-s},
207 @code{maverick}
209 @code{neon}.
211 In addition to determining which instructions are assembled, this option
212 also affects the way in which the @code{.double} assembler directive behaves
213 when assembling little-endian code.
215 The default is dependent on the processor selected.  For Architecture 5 or 
216 later, the default is to assembler for VFP instructions; for earlier 
217 architectures the default is to assemble for FPA instructions.
219 @cindex @code{-mthumb} command line option, ARM
220 @item -mthumb
221 This option specifies that the assembler should start assembling Thumb
222 instructions; that is, it should behave as though the file starts with a 
223 @code{.code 16} directive.
225 @cindex @code{-mthumb-interwork} command line option, ARM
226 @item -mthumb-interwork
227 This option specifies that the output generated by the assembler should
228 be marked as supporting interworking.
230 @cindex @code{-mauto-it} command line option, ARM
231 @item -mauto-it
232 This option enables the automatic generation of IT instructions for
233 conditional instructions not covered by an IT block.
235 @cindex @code{-mapcs} command line option, ARM
236 @item -mapcs @code{[26|32]}
237 This option specifies that the output generated by the assembler should
238 be marked as supporting the indicated version of the Arm Procedure.
239 Calling Standard.
241 @cindex @code{-matpcs} command line option, ARM
242 @item -matpcs
243 This option specifies that the output generated by the assembler should 
244 be marked as supporting the Arm/Thumb Procedure Calling Standard.  If
245 enabled this option will cause the assembler to create an empty
246 debugging section in the object file called .arm.atpcs.  Debuggers can
247 use this to determine the ABI being used by.
249 @cindex @code{-mapcs-float} command line option, ARM
250 @item -mapcs-float
251 This indicates the floating point variant of the APCS should be
252 used.  In this variant floating point arguments are passed in FP
253 registers rather than integer registers.
255 @cindex @code{-mapcs-reentrant} command line option, ARM
256 @item -mapcs-reentrant
257 This indicates that the reentrant variant of the APCS should be used.
258 This variant supports position independent code.
260 @cindex @code{-mfloat-abi=} command line option, ARM
261 @item -mfloat-abi=@var{abi}
262 This option specifies that the output generated by the assembler should be
263 marked as using specified floating point ABI.
264 The following values are recognized:
265 @code{soft},
266 @code{softfp}
268 @code{hard}.
270 @cindex @code{-eabi=} command line option, ARM
271 @item -meabi=@var{ver}
272 This option specifies which EABI version the produced object files should
273 conform to.
274 The following values are recognized:
275 @code{gnu},
276 @code{4}
278 @code{5}.
280 @cindex @code{-EB} command line option, ARM
281 @item -EB
282 This option specifies that the output generated by the assembler should
283 be marked as being encoded for a big-endian processor.
285 @cindex @code{-EL} command line option, ARM
286 @item -EL
287 This option specifies that the output generated by the assembler should
288 be marked as being encoded for a little-endian processor.
290 @cindex @code{-k} command line option, ARM
291 @cindex PIC code generation for ARM
292 @item -k
293 This option specifies that the output of the assembler should be marked
294 as position-independent code (PIC).
296 @cindex @code{--fix-v4bx} command line option, ARM
297 @item --fix-v4bx
298 Allow @code{BX} instructions in ARMv4 code.  This is intended for use with
299 the linker option of the same name.
301 @cindex @code{-mwarn-deprecated} command line option, ARM
302 @item -mwarn-deprecated
303 @itemx -mno-warn-deprecated
304 Enable or disable warnings about using deprecated options or
305 features.  The default is to warn.
307 @end table
310 @node ARM Syntax
311 @section Syntax
312 @menu
313 * ARM-Chars::                Special Characters
314 * ARM-Regs::                 Register Names
315 * ARM-Relocations::          Relocations
316 @end menu
318 @node ARM-Chars
319 @subsection Special Characters
321 @cindex line comment character, ARM
322 @cindex ARM line comment character
323 The presence of a @samp{@@} on a line indicates the start of a comment
324 that extends to the end of the current line.  If a @samp{#} appears as
325 the first character of a line, the whole line is treated as a comment.
327 @cindex line separator, ARM
328 @cindex statement separator, ARM
329 @cindex ARM line separator
330 The @samp{;} character can be used instead of a newline to separate
331 statements.
333 @cindex immediate character, ARM
334 @cindex ARM immediate character
335 Either @samp{#} or @samp{$} can be used to indicate immediate operands.
337 @cindex identifiers, ARM
338 @cindex ARM identifiers
339 *TODO* Explain about /data modifier on symbols.
341 @node ARM-Regs
342 @subsection Register Names
344 @cindex ARM register names
345 @cindex register names, ARM
346 *TODO* Explain about ARM register naming, and the predefined names.
348 @node ARM Floating Point
349 @section Floating Point
351 @cindex floating point, ARM (@sc{ieee})
352 @cindex ARM floating point (@sc{ieee})
353 The ARM family uses @sc{ieee} floating-point numbers.
355 @node ARM-Relocations
356 @subsection ARM relocation generation
358 @cindex data relocations, ARM
359 @cindex ARM data relocations
360 Specific data relocations can be generated by putting the relocation name
361 in parentheses after the symbol name.  For example:
363 @smallexample
364         .word foo(TARGET1)
365 @end smallexample
367 This will generate an @samp{R_ARM_TARGET1} relocation against the symbol
368 @var{foo}.
369 The following relocations are supported:
370 @code{GOT},
371 @code{GOTOFF},
372 @code{TARGET1},
373 @code{TARGET2},
374 @code{SBREL},
375 @code{TLSGD},
376 @code{TLSLDM},
377 @code{TLSLDO},
378 @code{GOTTPOFF}
380 @code{TPOFF}.
382 For compatibility with older toolchains the assembler also accepts
383 @code{(PLT)} after branch targets.  This will generate the deprecated
384 @samp{R_ARM_PLT32} relocation.
386 @cindex MOVW and MOVT relocations, ARM
387 Relocations for @samp{MOVW} and @samp{MOVT} instructions can be generated
388 by prefixing the value with @samp{#:lower16:} and @samp{#:upper16}
389 respectively.  For example to load the 32-bit address of foo into r0:
391 @smallexample
392         MOVW r0, #:lower16:foo
393         MOVT r0, #:upper16:foo
394 @end smallexample
396 @node ARM Directives
397 @section ARM Machine Directives
399 @cindex machine directives, ARM
400 @cindex ARM machine directives
401 @table @code
403 @c AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
405 @cindex @code{.2byte} directive, ARM
406 @cindex @code{.4byte} directive, ARM
407 @cindex @code{.8byte} directive, ARM
408 @item .2byte @var{expression} [, @var{expression}]*
409 @itemx .4byte @var{expression} [, @var{expression}]*
410 @itemx .8byte @var{expression} [, @var{expression}]*
411 These directives write 2, 4 or 8 byte values to the output section.
413 @cindex @code{.align} directive, ARM
414 @item .align @var{expression} [, @var{expression}]
415 This is the generic @var{.align} directive.  For the ARM however if the
416 first argument is zero (ie no alignment is needed) the assembler will
417 behave as if the argument had been 2 (ie pad to the next four byte
418 boundary).  This is for compatibility with ARM's own assembler.
420 @cindex @code{.arch} directive, ARM
421 @item .arch @var{name}
422 Select the target architecture.  Valid values for @var{name} are the same as
423 for the @option{-march} commandline option.
425 @cindex @code{.arm} directive, ARM
426 @item .arm
427 This performs the same action as @var{.code 32}.
429 @anchor{arm_pad}
430 @cindex @code{.pad} directive, ARM
431 @item .pad #@var{count}
432 Generate unwinder annotations for a stack adjustment of @var{count} bytes.
433 A positive value indicates the function prologue allocated stack space by
434 decrementing the stack pointer.
436 @c BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
438 @cindex @code{.bss} directive, ARM
439 @item .bss
440 This directive switches to the @code{.bss} section.
442 @c CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
444 @cindex @code{.cantunwind} directive, ARM
445 @item .cantunwind
446 Prevents unwinding through the current function.  No personality routine
447 or exception table data is required or permitted.
449 @cindex @code{.code} directive, ARM
450 @item .code @code{[16|32]}
451 This directive selects the instruction set being generated. The value 16
452 selects Thumb, with the value 32 selecting ARM.
454 @cindex @code{.cpu} directive, ARM
455 @item .cpu @var{name}
456 Select the target processor.  Valid values for @var{name} are the same as
457 for the @option{-mcpu} commandline option.
459 @c DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
461 @cindex @code{.dn} and @code{.qn} directives, ARM
462 @item @var{name} .dn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
463 @item @var{name} .qn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
465 The @code{dn} and @code{qn} directives are used to create typed
466 and/or indexed register aliases for use in Advanced SIMD Extension
467 (Neon) instructions.  The former should be used to create aliases
468 of double-precision registers, and the latter to create aliases of
469 quad-precision registers.
471 If these directives are used to create typed aliases, those aliases can
472 be used in Neon instructions instead of writing types after the mnemonic
473 or after each operand.  For example:
475 @smallexample
476         x .dn d2.f32
477         y .dn d3.f32
478         z .dn d4.f32[1]
479         vmul x,y,z
480 @end smallexample
482 This is equivalent to writing the following:
484 @smallexample
485         vmul.f32 d2,d3,d4[1]
486 @end smallexample
488 Aliases created using @code{dn} or @code{qn} can be destroyed using
489 @code{unreq}.
491 @c EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE
493 @cindex @code{.eabi_attribute} directive, ARM
494 @item .eabi_attribute @var{tag}, @var{value}
495 Set the EABI object attribute @var{tag} to @var{value}.
497 The @var{tag} is either an attribute number, or one of the following:
498 @code{Tag_CPU_raw_name}, @code{Tag_CPU_name}, @code{Tag_CPU_arch},
499 @code{Tag_CPU_arch_profile}, @code{Tag_ARM_ISA_use},
500 @code{Tag_THUMB_ISA_use}, @code{Tag_VFP_arch}, @code{Tag_WMMX_arch},
501 @code{Tag_Advanced_SIMD_arch}, @code{Tag_PCS_config},
502 @code{Tag_ABI_PCS_R9_use}, @code{Tag_ABI_PCS_RW_data},
503 @code{Tag_ABI_PCS_RO_data}, @code{Tag_ABI_PCS_GOT_use},
504 @code{Tag_ABI_PCS_wchar_t}, @code{Tag_ABI_FP_rounding},
505 @code{Tag_ABI_FP_denormal}, @code{Tag_ABI_FP_exceptions},
506 @code{Tag_ABI_FP_user_exceptions}, @code{Tag_ABI_FP_number_model},
507 @code{Tag_ABI_align8_needed}, @code{Tag_ABI_align8_preserved},
508 @code{Tag_ABI_enum_size}, @code{Tag_ABI_HardFP_use},
509 @code{Tag_ABI_VFP_args}, @code{Tag_ABI_WMMX_args},
510 @code{Tag_ABI_optimization_goals}, @code{Tag_ABI_FP_optimization_goals},
511 @code{Tag_compatibility}, @code{Tag_CPU_unaligned_access},
512 @code{Tag_VFP_HP_extension}, @code{Tag_ABI_FP_16bit_format},
513 @code{Tag_nodefaults}, @code{Tag_also_compatible_with},
514 @code{Tag_conformance}, @code{Tag_T2EE_use},
515 @code{Tag_Virtualization_use}, @code{Tag_MPextension_use}
517 The @var{value} is either a @code{number}, @code{"string"}, or
518 @code{number, "string"} depending on the tag.
520 @cindex @code{.even} directive, ARM
521 @item .even
522 This directive aligns to an even-numbered address.
524 @cindex @code{.extend} directive, ARM
525 @cindex @code{.ldouble} directive, ARM
526 @item .extend  @var{expression} [, @var{expression}]*
527 @itemx .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
528 These directives write 12byte long double floating-point values to the
529 output section.  These are not compatible with current ARM processors
530 or ABIs.
532 @c FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
534 @anchor{arm_fnend}
535 @cindex @code{.fnend} directive, ARM
536 @item .fnend
537 Marks the end of a function with an unwind table entry.  The unwind index
538 table entry is created when this directive is processed.
540 If no personality routine has been specified then standard personality
541 routine 0 or 1 will be used, depending on the number of unwind opcodes
542 required.
544 @anchor{arm_fnstart}
545 @cindex @code{.fnstart} directive, ARM
546 @item .fnstart
547 Marks the start of a function with an unwind table entry.
549 @cindex @code{.force_thumb} directive, ARM
550 @item .force_thumb
551 This directive forces the selection of Thumb instructions, even if the
552 target processor does not support those instructions
554 @cindex @code{.fpu} directive, ARM
555 @item .fpu @var{name}
556 Select the floating-point unit to assemble for.  Valid values for @var{name}
557 are the same as for the @option{-mfpu} commandline option.
559 @c GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG
560 @c HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
562 @cindex @code{.handlerdata} directive, ARM
563 @item .handlerdata
564 Marks the end of the current function, and the start of the exception table
565 entry for that function.  Anything between this directive and the
566 @code{.fnend} directive will be added to the exception table entry.
568 Must be preceded by a @code{.personality} or @code{.personalityindex}
569 directive.
571 @c IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
572 @c JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ
573 @c KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK
574 @c LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL
576 @item .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
577 See @code{.extend}.
579 @cindex @code{.ltorg} directive, ARM
580 @item .ltorg
581 This directive causes the current contents of the literal pool to be
582 dumped into the current section (which is assumed to be the .text
583 section) at the current location (aligned to a word boundary).
584 @code{GAS} maintains a separate literal pool for each section and each
585 sub-section.  The @code{.ltorg} directive will only affect the literal
586 pool of the current section and sub-section.  At the end of assembly
587 all remaining, un-empty literal pools will automatically be dumped.
589 Note - older versions of @code{GAS} would dump the current literal
590 pool any time a section change occurred.  This is no longer done, since
591 it prevents accurate control of the placement of literal pools.
593 @c MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM
595 @cindex @code{.movsp} directive, ARM
596 @item .movsp @var{reg} [, #@var{offset}]
597 Tell the unwinder that @var{reg} contains an offset from the current
598 stack pointer.  If @var{offset} is not specified then it is assumed to be
599 zero.
601 @c NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN
602 @c OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
604 @cindex @code{.object_arch} directive, ARM
605 @item .object_arch @var{name}
606 Override the architecture recorded in the EABI object attribute section.
607 Valid values for @var{name} are the same as for the @code{.arch} directive.
608 Typically this is useful when code uses runtime detection of CPU features.
610 @c PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP
612 @cindex @code{.packed} directive, ARM
613 @item .packed  @var{expression} [, @var{expression}]*
614 This directive writes 12-byte packed floating-point values to the
615 output section.  These are not compatible with current ARM processors
616 or ABIs.
618 @cindex @code{.pad} directive, ARM
619 @item .pad #@var{count}
620 Generate unwinder annotations for a stack adjustment of @var{count} bytes.
621 A positive value indicates the function prologue allocated stack space by
622 decrementing the stack pointer.
624 @cindex @code{.personality} directive, ARM
625 @item .personality @var{name}
626 Sets the personality routine for the current function to @var{name}.
628 @cindex @code{.personalityindex} directive, ARM
629 @item .personalityindex @var{index}
630 Sets the personality routine for the current function to the EABI standard
631 routine number @var{index}
633 @cindex @code{.pool} directive, ARM
634 @item .pool
635 This is a synonym for .ltorg.
637 @c QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ
638 @c RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR
640 @cindex @code{.req} directive, ARM
641 @item @var{name} .req @var{register name}
642 This creates an alias for @var{register name} called @var{name}.  For
643 example:
645 @smallexample
646         foo .req r0
647 @end smallexample
649 @c SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
651 @anchor{arm_save}
652 @cindex @code{.save} directive, ARM
653 @item .save @var{reglist}
654 Generate unwinder annotations to restore the registers in @var{reglist}.
655 The format of @var{reglist} is the same as the corresponding store-multiple
656 instruction.
658 @smallexample
659 @exdent @emph{core registers}
660   .save @{r4, r5, r6, lr@}
661   stmfd sp!, @{r4, r5, r6, lr@}
662 @exdent @emph{FPA registers}
663   .save f4, 2
664   sfmfd f4, 2, [sp]!
665 @exdent @emph{VFP registers}
666   .save @{d8, d9, d10@}
667   fstmdx sp!, @{d8, d9, d10@}
668 @exdent @emph{iWMMXt registers}
669   .save @{wr10, wr11@}
670   wstrd wr11, [sp, #-8]!
671   wstrd wr10, [sp, #-8]!
673   .save wr11
674   wstrd wr11, [sp, #-8]!
675   .save wr10
676   wstrd wr10, [sp, #-8]!
677 @end smallexample
679 @anchor{arm_setfp}
680 @cindex @code{.setfp} directive, ARM
681 @item .setfp @var{fpreg}, @var{spreg} [, #@var{offset}]
682 Make all unwinder annotations relative to a frame pointer.  Without this
683 the unwinder will use offsets from the stack pointer.
685 The syntax of this directive is the same as the @code{sub} or @code{mov}
686 instruction used to set the frame pointer.  @var{spreg} must be either
687 @code{sp} or mentioned in a previous @code{.movsp} directive.
689 @smallexample
690 .movsp ip
691 mov ip, sp
692 @dots{}
693 .setfp fp, ip, #4
694 sub fp, ip, #4
695 @end smallexample
697 @cindex @code{.secrel32} directive, ARM
698 @item .secrel32 @var{expression} [, @var{expression}]*
699 This directive emits relocations that evaluate to the section-relative
700 offset of each expression's symbol.  This directive is only supported
701 for PE targets.
703 @c TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
705 @cindex @code{.thumb} directive, ARM
706 @item .thumb
707 This performs the same action as @var{.code 16}.
709 @cindex @code{.thumb_func} directive, ARM
710 @item .thumb_func
711 This directive specifies that the following symbol is the name of a
712 Thumb encoded function.  This information is necessary in order to allow
713 the assembler and linker to generate correct code for interworking
714 between Arm and Thumb instructions and should be used even if
715 interworking is not going to be performed.  The presence of this
716 directive also implies @code{.thumb}
718 This directive is not neccessary when generating EABI objects.  On these
719 targets the encoding is implicit when generating Thumb code.
721 @cindex @code{.thumb_set} directive, ARM
722 @item .thumb_set
723 This performs the equivalent of a @code{.set} directive in that it
724 creates a symbol which is an alias for another symbol (possibly not yet
725 defined).  This directive also has the added property in that it marks
726 the aliased symbol as being a thumb function entry point, in the same
727 way that the @code{.thumb_func} directive does.
729 @c UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU
731 @cindex @code{.unreq} directive, ARM
732 @item .unreq @var{alias-name}
733 This undefines a register alias which was previously defined using the
734 @code{req}, @code{dn} or @code{qn} directives.  For example:
736 @smallexample
737         foo .req r0
738         .unreq foo
739 @end smallexample
741 An error occurs if the name is undefined.  Note - this pseudo op can
742 be used to delete builtin in register name aliases (eg 'r0').  This
743 should only be done if it is really necessary.
745 @cindex @code{.unwind_raw} directive, ARM
746 @item .unwind_raw @var{offset}, @var{byte1}, @dots{}
747 Insert one of more arbitary unwind opcode bytes, which are known to adjust
748 the stack pointer by @var{offset} bytes.
750 For example @code{.unwind_raw 4, 0xb1, 0x01} is equivalent to
751 @code{.save @{r0@}}
753 @c VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV
755 @cindex @code{.vsave} directive, ARM
756 @item .vsave @var{vfp-reglist}
757 Generate unwinder annotations to restore the VFP registers in @var{vfp-reglist}
758 using FLDMD.  Also works for VFPv3 registers
759 that are to be restored using VLDM.
760 The format of @var{vfp-reglist} is the same as the corresponding store-multiple
761 instruction.
763 @smallexample
764 @exdent @emph{VFP registers}
765   .vsave @{d8, d9, d10@}
766   fstmdd sp!, @{d8, d9, d10@}
767 @exdent @emph{VFPv3 registers}
768   .vsave @{d15, d16, d17@}
769   vstm sp!, @{d15, d16, d17@}
770 @end smallexample
772 Since FLDMX and FSTMX are now deprecated, this directive should be
773 used in favour of @code{.save} for saving VFP registers for ARMv6 and above.
775 @c WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
776 @c XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
777 @c YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY
778 @c ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ
780 @end table
782 @node ARM Opcodes
783 @section Opcodes
785 @cindex ARM opcodes
786 @cindex opcodes for ARM
787 @code{@value{AS}} implements all the standard ARM opcodes.  It also
788 implements several pseudo opcodes, including several synthetic load
789 instructions. 
791 @table @code
793 @cindex @code{NOP} pseudo op, ARM
794 @item NOP
795 @smallexample
796   nop
797 @end smallexample
799 This pseudo op will always evaluate to a legal ARM instruction that does
800 nothing.  Currently it will evaluate to MOV r0, r0.
802 @cindex @code{LDR reg,=<label>} pseudo op, ARM
803 @item LDR 
804 @smallexample
805   ldr <register> , = <expression>
806 @end smallexample
808 If expression evaluates to a numeric constant then a MOV or MVN
809 instruction will be used in place of the LDR instruction, if the
810 constant can be generated by either of these instructions.  Otherwise
811 the constant will be placed into the nearest literal pool (if it not
812 already there) and a PC relative LDR instruction will be generated.
814 @cindex @code{ADR reg,<label>} pseudo op, ARM
815 @item ADR
816 @smallexample
817   adr <register> <label>
818 @end smallexample
820 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
821 register.  The instruction will evaluate to a PC relative ADD or SUB
822 instruction depending upon where the label is located.  If the label is
823 out of range, or if it is not defined in the same file (and section) as
824 the ADR instruction, then an error will be generated.  This instruction
825 will not make use of the literal pool.
827 @cindex @code{ADRL reg,<label>} pseudo op, ARM
828 @item ADRL 
829 @smallexample
830   adrl <register> <label>
831 @end smallexample
833 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
834 register.  The instruction will evaluate to one or two PC relative ADD
835 or SUB instructions depending upon where the label is located.  If a
836 second instruction is not needed a NOP instruction will be generated in
837 its place, so that this instruction is always 8 bytes long.
839 If the label is out of range, or if it is not defined in the same file
840 (and section) as the ADRL instruction, then an error will be generated.
841 This instruction will not make use of the literal pool.
843 @end table
845 For information on the ARM or Thumb instruction sets, see @cite{ARM
846 Software Development Toolkit Reference Manual}, Advanced RISC Machines
847 Ltd.
849 @node ARM Mapping Symbols
850 @section Mapping Symbols
852 The ARM ELF specification requires that special symbols be inserted
853 into object files to mark certain features:
855 @table @code
857 @cindex @code{$a}
858 @item $a
859 At the start of a region of code containing ARM instructions.
861 @cindex @code{$t}
862 @item $t
863 At the start of a region of code containing THUMB instructions.
865 @cindex @code{$d}
866 @item $d
867 At the start of a region of data.
869 @end table
871 The assembler will automatically insert these symbols for you - there
872 is no need to code them yourself.  Support for tagging symbols ($b,
873 $f, $p and $m) which is also mentioned in the current ARM ELF
874 specification is not implemented.  This is because they have been
875 dropped from the new EABI and so tools cannot rely upon their
876 presence.
878 @node ARM Unwinding Tutorial
879 @section Unwinding
881 The ABI for the ARM Architecture specifies a standard format for
882 exception unwind information.  This information is used when an
883 exception is thrown to determine where control should be transferred.
884 In particular, the unwind information is used to determine which
885 function called the function that threw the exception, and which
886 function called that one, and so forth.  This information is also used
887 to restore the values of callee-saved registers in the function
888 catching the exception.
890 If you are writing functions in assembly code, and those functions
891 call other functions that throw exceptions, you must use assembly
892 pseudo ops to ensure that appropriate exception unwind information is
893 generated.  Otherwise, if one of the functions called by your assembly
894 code throws an exception, the run-time library will be unable to
895 unwind the stack through your assembly code and your program will not
896 behave correctly.
898 To illustrate the use of these pseudo ops, we will examine the code
899 that G++ generates for the following C++ input:
901 @verbatim
902 void callee (int *);
904 int 
905 caller () 
907   int i;
908   callee (&i);
909   return i; 
911 @end verbatim
913 This example does not show how to throw or catch an exception from
914 assembly code.  That is a much more complex operation and should
915 always be done in a high-level language, such as C++, that directly
916 supports exceptions.
918 The code generated by one particular version of G++ when compiling the
919 example above is:
921 @verbatim
922 _Z6callerv:
923         .fnstart
924 .LFB2:
925         @ Function supports interworking.
926         @ args = 0, pretend = 0, frame = 8
927         @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0
928         stmfd   sp!, {fp, lr}
929         .save {fp, lr}
930 .LCFI0:
931         .setfp fp, sp, #4
932         add     fp, sp, #4
933 .LCFI1:
934         .pad #8
935         sub     sp, sp, #8
936 .LCFI2:
937         sub     r3, fp, #8
938         mov     r0, r3
939         bl      _Z6calleePi
940         ldr     r3, [fp, #-8]
941         mov     r0, r3
942         sub     sp, fp, #4
943         ldmfd   sp!, {fp, lr}
944         bx      lr
945 .LFE2:
946         .fnend
947 @end verbatim
949 Of course, the sequence of instructions varies based on the options
950 you pass to GCC and on the version of GCC in use.  The exact
951 instructions are not important since we are focusing on the pseudo ops
952 that are used to generate unwind information.
954 An important assumption made by the unwinder is that the stack frame
955 does not change during the body of the function.  In particular, since
956 we assume that the assembly code does not itself throw an exception,
957 the only point where an exception can be thrown is from a call, such
958 as the @code{bl} instruction above.  At each call site, the same saved
959 registers (including @code{lr}, which indicates the return address)
960 must be located in the same locations relative to the frame pointer.
962 The @code{.fnstart} (@pxref{arm_fnstart,,.fnstart pseudo op}) pseudo
963 op appears immediately before the first instruction of the function
964 while the @code{.fnend} (@pxref{arm_fnend,,.fnend pseudo op}) pseudo
965 op appears immediately after the last instruction of the function.
966 These pseudo ops specify the range of the function.  
968 Only the order of the other pseudos ops (e.g., @code{.setfp} or
969 @code{.pad}) matters; their exact locations are irrelevant.  In the
970 example above, the compiler emits the pseudo ops with particular
971 instructions.  That makes it easier to understand the code, but it is
972 not required for correctness.  It would work just as well to emit all
973 of the pseudo ops other than @code{.fnend} in the same order, but
974 immediately after @code{.fnstart}.
976 The @code{.save} (@pxref{arm_save,,.save pseudo op}) pseudo op
977 indicates registers that have been saved to the stack so that they can
978 be restored before the function returns.  The argument to the
979 @code{.save} pseudo op is a list of registers to save.  If a register
980 is ``callee-saved'' (as specified by the ABI) and is modified by the
981 function you are writing, then your code must save the value before it
982 is modified and restore the original value before the function
983 returns.  If an exception is thrown, the run-time library restores the
984 values of these registers from their locations on the stack before
985 returning control to the exception handler.  (Of course, if an
986 exception is not thrown, the function that contains the @code{.save}
987 pseudo op restores these registers in the function epilogue, as is
988 done with the @code{ldmfd} instruction above.)
990 You do not have to save callee-saved registers at the very beginning
991 of the function and you do not need to use the @code{.save} pseudo op
992 immediately following the point at which the registers are saved.
993 However, if you modify a callee-saved register, you must save it on
994 the stack before modifying it and before calling any functions which
995 might throw an exception.  And, you must use the @code{.save} pseudo
996 op to indicate that you have done so.
998 The @code{.pad} (@pxref{arm_pad,,.pad}) pseudo op indicates a
999 modification of the stack pointer that does not save any registers.
1000 The argument is the number of bytes (in decimal) that are subtracted
1001 from the stack pointer.  (On ARM CPUs, the stack grows downwards, so
1002 subtracting from the stack pointer increases the size of the stack.)
1004 The @code{.setfp} (@pxref{arm_setfp,,.setfp pseudo op}) pseudo op
1005 indicates the register that contains the frame pointer.  The first
1006 argument is the register that is set, which is typically @code{fp}.
1007 The second argument indicates the register from which the frame
1008 pointer takes its value.  The third argument, if present, is the value
1009 (in decimal) added to the register specified by the second argument to
1010 compute the value of the frame pointer.  You should not modify the
1011 frame pointer in the body of the function.
1013 If you do not use a frame pointer, then you should not use the
1014 @code{.setfp} pseudo op.  If you do not use a frame pointer, then you
1015 should avoid modifying the stack pointer outside of the function
1016 prologue.  Otherwise, the run-time library will be unable to find
1017 saved registers when it is unwinding the stack.
1019 The pseudo ops described above are sufficient for writing assembly
1020 code that calls functions which may throw exceptions.  If you need to
1021 know more about the object-file format used to represent unwind
1022 information, you may consult the @cite{Exception Handling ABI for the
1023 ARM Architecture} available from @uref{http://infocenter.arm.com}.