Add missing ChangeLog entries.
[binutils.git] / gas / doc / c-arm.texi
blob478ede31a2331630d99eb928e778f0aa514e794d
1 @c Copyright 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2005,
2 @c 2006, 2007, 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-a5},
116 @code{cortex-a8},
117 @code{cortex-a9},
118 @code{cortex-a15},
119 @code{cortex-r4},
120 @code{cortex-r4f},
121 @code{cortex-m3},
122 @code{cortex-m1},
123 @code{cortex-m0},
124 @code{ep9312} (ARM920 with Cirrus Maverick coprocessor),
125 @code{i80200} (Intel XScale processor)
126 @code{iwmmxt} (Intel(r) XScale processor with Wireless MMX(tm) technology coprocessor)
128 @code{xscale}.  
129 The special name @code{all} may be used to allow the
130 assembler to accept instructions valid for any ARM processor.
132 In addition to the basic instruction set, the assembler can be told to 
133 accept various extension mnemonics that extend the processor using the 
134 co-processor instruction space.  For example, @code{-mcpu=arm920+maverick}
135 is equivalent to specifying @code{-mcpu=ep9312}.  The following extensions
136 are currently supported: 
137 @code{+maverick}
138 @code{+iwmmxt}
140 @code{+xscale}.
142 @cindex @code{-march=} command line option, ARM
143 @item -march=@var{architecture}[+@var{extension}@dots{}]
144 This option specifies the target architecture.  The assembler will issue
145 an error message if an attempt is made to assemble an instruction which
146 will not execute on the target architecture.  The following architecture 
147 names are recognized: 
148 @code{armv1},
149 @code{armv2},
150 @code{armv2a},
151 @code{armv2s},
152 @code{armv3},
153 @code{armv3m},
154 @code{armv4},
155 @code{armv4xm},
156 @code{armv4t},
157 @code{armv4txm},
158 @code{armv5},
159 @code{armv5t},
160 @code{armv5txm},
161 @code{armv5te},
162 @code{armv5texp},
163 @code{armv6},
164 @code{armv6j},
165 @code{armv6k},
166 @code{armv6z},
167 @code{armv6zk},
168 @code{armv7},
169 @code{armv7-a},
170 @code{armv7-r},
171 @code{armv7-m},
172 @code{armv7e-m},
173 @code{iwmmxt}
175 @code{xscale}.
176 If both @code{-mcpu} and
177 @code{-march} are specified, the assembler will use
178 the setting for @code{-mcpu}.
180 The architecture option can be extended with the same instruction set
181 extension options as the @code{-mcpu} option.
183 @cindex @code{-mfpu=} command line option, ARM
184 @item -mfpu=@var{floating-point-format}
186 This option specifies the floating point format to assemble for.  The
187 assembler will issue an error message if an attempt is made to assemble
188 an instruction which will not execute on the target floating point unit.  
189 The following format options are recognized:
190 @code{softfpa},
191 @code{fpe},
192 @code{fpe2},
193 @code{fpe3},
194 @code{fpa},
195 @code{fpa10},
196 @code{fpa11},
197 @code{arm7500fe},
198 @code{softvfp},
199 @code{softvfp+vfp},
200 @code{vfp},
201 @code{vfp10},
202 @code{vfp10-r0},
203 @code{vfp9},
204 @code{vfpxd},
205 @code{vfpv2},
206 @code{vfpv3},
207 @code{vfpv3-fp16},
208 @code{vfpv3-d16},
209 @code{vfpv3-d16-fp16},
210 @code{vfpv3xd},
211 @code{vfpv3xd-d16},
212 @code{vfpv4},
213 @code{vfpv4-d16},
214 @code{fpv4-sp-d16},
215 @code{arm1020t},
216 @code{arm1020e},
217 @code{arm1136jf-s},
218 @code{maverick},
219 @code{neon},
221 @code{neon-vfpv4}.
223 In addition to determining which instructions are assembled, this option
224 also affects the way in which the @code{.double} assembler directive behaves
225 when assembling little-endian code.
227 The default is dependent on the processor selected.  For Architecture 5 or 
228 later, the default is to assembler for VFP instructions; for earlier 
229 architectures the default is to assemble for FPA instructions.
231 @cindex @code{-mthumb} command line option, ARM
232 @item -mthumb
233 This option specifies that the assembler should start assembling Thumb
234 instructions; that is, it should behave as though the file starts with a 
235 @code{.code 16} directive.
237 @cindex @code{-mthumb-interwork} command line option, ARM
238 @item -mthumb-interwork
239 This option specifies that the output generated by the assembler should
240 be marked as supporting interworking.
242 @cindex @code{-mimplicit-it} command line option, ARM
243 @item -mimplicit-it=never
244 @itemx -mimplicit-it=always
245 @itemx -mimplicit-it=arm
246 @itemx -mimplicit-it=thumb
247 The @code{-mimplicit-it} option controls the behavior of the assembler when
248 conditional instructions are not enclosed in IT blocks.
249 There are four possible behaviors.
250 If @code{never} is specified, such constructs cause a warning in ARM
251 code and an error in Thumb-2 code.
252 If @code{always} is specified, such constructs are accepted in both
253 ARM and Thumb-2 code, where the IT instruction is added implicitly.
254 If @code{arm} is specified, such constructs are accepted in ARM code
255 and cause an error in Thumb-2 code.
256 If @code{thumb} is specified, such constructs cause a warning in ARM
257 code and are accepted in Thumb-2 code.  If you omit this option, the
258 behavior is equivalent to @code{-mimplicit-it=arm}.
260 @cindex @code{-mapcs-26} command line option, ARM
261 @cindex @code{-mapcs-32} command line option, ARM
262 @item -mapcs-26
263 @itemx -mapcs-32
264 These options specify that the output generated by the assembler should
265 be marked as supporting the indicated version of the Arm Procedure.
266 Calling Standard.
268 @cindex @code{-matpcs} command line option, ARM
269 @item -matpcs
270 This option specifies that the output generated by the assembler should 
271 be marked as supporting the Arm/Thumb Procedure Calling Standard.  If
272 enabled this option will cause the assembler to create an empty
273 debugging section in the object file called .arm.atpcs.  Debuggers can
274 use this to determine the ABI being used by.
276 @cindex @code{-mapcs-float} command line option, ARM
277 @item -mapcs-float
278 This indicates the floating point variant of the APCS should be
279 used.  In this variant floating point arguments are passed in FP
280 registers rather than integer registers.
282 @cindex @code{-mapcs-reentrant} command line option, ARM
283 @item -mapcs-reentrant
284 This indicates that the reentrant variant of the APCS should be used.
285 This variant supports position independent code.
287 @cindex @code{-mfloat-abi=} command line option, ARM
288 @item -mfloat-abi=@var{abi}
289 This option specifies that the output generated by the assembler should be
290 marked as using specified floating point ABI.
291 The following values are recognized:
292 @code{soft},
293 @code{softfp}
295 @code{hard}.
297 @cindex @code{-eabi=} command line option, ARM
298 @item -meabi=@var{ver}
299 This option specifies which EABI version the produced object files should
300 conform to.
301 The following values are recognized:
302 @code{gnu},
303 @code{4}
305 @code{5}.
307 @cindex @code{-EB} command line option, ARM
308 @item -EB
309 This option specifies that the output generated by the assembler should
310 be marked as being encoded for a big-endian processor.
312 @cindex @code{-EL} command line option, ARM
313 @item -EL
314 This option specifies that the output generated by the assembler should
315 be marked as being encoded for a little-endian processor.
317 @cindex @code{-k} command line option, ARM
318 @cindex PIC code generation for ARM
319 @item -k
320 This option specifies that the output of the assembler should be marked
321 as position-independent code (PIC).
323 @cindex @code{--fix-v4bx} command line option, ARM
324 @item --fix-v4bx
325 Allow @code{BX} instructions in ARMv4 code.  This is intended for use with
326 the linker option of the same name.
328 @cindex @code{-mwarn-deprecated} command line option, ARM
329 @item -mwarn-deprecated
330 @itemx -mno-warn-deprecated
331 Enable or disable warnings about using deprecated options or
332 features.  The default is to warn.
334 @end table
337 @node ARM Syntax
338 @section Syntax
339 @menu
340 * ARM-Instruction-Set::      Instruction Set
341 * ARM-Chars::                Special Characters
342 * ARM-Regs::                 Register Names
343 * ARM-Relocations::          Relocations
344 * ARM-Neon-Alignment::       NEON Alignment Specifiers
345 @end menu
347 @node ARM-Instruction-Set
348 @subsection Instruction Set Syntax
349 Two slightly different syntaxes are support for ARM and THUMB
350 instructions.  The default, @code{divided}, uses the old style where
351 ARM and THUMB instructions had their own, separate syntaxes.  The new,
352 @code{unified} syntax, which can be selected via the @code{.syntax}
353 directive, and has the following main features:
355 @table @bullet
356 @item
357 Immediate operands do not require a @code{#} prefix.
359 @item
360 The @code{IT} instruction may appear, and if it does it is validated
361 against subsequent conditional affixes.  In ARM mode it does not
362 generate machine code, in THUMB mode it does.
364 @item
365 For ARM instructions the conditional affixes always appear at the end
366 of the instruction.  For THUMB instructions conditional affixes can be
367 used, but only inside the scope of an @code{IT} instruction.
369 @item
370 All of the instructions new to the V6T2 architecture (and later) are
371 available.  (Only a few such instructions can be written in the
372 @code{divided} syntax).
374 @item
375 The @code{.N} and @code{.W} suffixes are recognized and honored.
377 @item
378 All instructions set the flags if and only if they have an @code{s}
379 affix.
380 @end table
382 @node ARM-Chars
383 @subsection Special Characters
385 @cindex line comment character, ARM
386 @cindex ARM line comment character
387 The presence of a @samp{@@} on a line indicates the start of a comment
388 that extends to the end of the current line.  If a @samp{#} appears as
389 the first character of a line, the whole line is treated as a comment.
391 @cindex line separator, ARM
392 @cindex statement separator, ARM
393 @cindex ARM line separator
394 The @samp{;} character can be used instead of a newline to separate
395 statements.
397 @cindex immediate character, ARM
398 @cindex ARM immediate character
399 Either @samp{#} or @samp{$} can be used to indicate immediate operands.
401 @cindex identifiers, ARM
402 @cindex ARM identifiers
403 *TODO* Explain about /data modifier on symbols.
405 @node ARM-Regs
406 @subsection Register Names
408 @cindex ARM register names
409 @cindex register names, ARM
410 *TODO* Explain about ARM register naming, and the predefined names.
412 @node ARM-Neon-Alignment
413 @subsection NEON Alignment Specifiers
415 @cindex alignment for NEON instructions
416 Some NEON load/store instructions allow an optional address
417 alignment qualifier.
418 The ARM documentation specifies that this is indicated by
419 @samp{@@ @var{align}}. However GAS already interprets
420 the @samp{@@} character as a "line comment" start,
421 so @samp{: @var{align}} is used instead.  For example:
423 @smallexample
424         vld1.8 @{q0@}, [r0, :128]
425 @end smallexample
427 @node ARM Floating Point
428 @section Floating Point
430 @cindex floating point, ARM (@sc{ieee})
431 @cindex ARM floating point (@sc{ieee})
432 The ARM family uses @sc{ieee} floating-point numbers.
434 @node ARM-Relocations
435 @subsection ARM relocation generation
437 @cindex data relocations, ARM
438 @cindex ARM data relocations
439 Specific data relocations can be generated by putting the relocation name
440 in parentheses after the symbol name.  For example:
442 @smallexample
443         .word foo(TARGET1)
444 @end smallexample
446 This will generate an @samp{R_ARM_TARGET1} relocation against the symbol
447 @var{foo}.
448 The following relocations are supported:
449 @code{GOT},
450 @code{GOTOFF},
451 @code{TARGET1},
452 @code{TARGET2},
453 @code{SBREL},
454 @code{TLSGD},
455 @code{TLSLDM},
456 @code{TLSLDO},
457 @code{GOTTPOFF},
458 @code{GOT_PREL}
460 @code{TPOFF}.
462 For compatibility with older toolchains the assembler also accepts
463 @code{(PLT)} after branch targets.  This will generate the deprecated
464 @samp{R_ARM_PLT32} relocation.
466 @cindex MOVW and MOVT relocations, ARM
467 Relocations for @samp{MOVW} and @samp{MOVT} instructions can be generated
468 by prefixing the value with @samp{#:lower16:} and @samp{#:upper16}
469 respectively.  For example to load the 32-bit address of foo into r0:
471 @smallexample
472         MOVW r0, #:lower16:foo
473         MOVT r0, #:upper16:foo
474 @end smallexample
476 @node ARM Directives
477 @section ARM Machine Directives
479 @cindex machine directives, ARM
480 @cindex ARM machine directives
481 @table @code
483 @c AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
485 @cindex @code{.2byte} directive, ARM
486 @cindex @code{.4byte} directive, ARM
487 @cindex @code{.8byte} directive, ARM
488 @item .2byte @var{expression} [, @var{expression}]*
489 @itemx .4byte @var{expression} [, @var{expression}]*
490 @itemx .8byte @var{expression} [, @var{expression}]*
491 These directives write 2, 4 or 8 byte values to the output section.
493 @cindex @code{.align} directive, ARM
494 @item .align @var{expression} [, @var{expression}]
495 This is the generic @var{.align} directive.  For the ARM however if the
496 first argument is zero (ie no alignment is needed) the assembler will
497 behave as if the argument had been 2 (ie pad to the next four byte
498 boundary).  This is for compatibility with ARM's own assembler.
500 @cindex @code{.arch} directive, ARM
501 @item .arch @var{name}
502 Select the target architecture.  Valid values for @var{name} are the same as
503 for the @option{-march} commandline option.
505 @cindex @code{.arm} directive, ARM
506 @item .arm
507 This performs the same action as @var{.code 32}.
509 @anchor{arm_pad}
510 @cindex @code{.pad} directive, ARM
511 @item .pad #@var{count}
512 Generate unwinder annotations for a stack adjustment of @var{count} bytes.
513 A positive value indicates the function prologue allocated stack space by
514 decrementing the stack pointer.
516 @c BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
518 @cindex @code{.bss} directive, ARM
519 @item .bss
520 This directive switches to the @code{.bss} section.
522 @c CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
524 @cindex @code{.cantunwind} directive, ARM
525 @item .cantunwind
526 Prevents unwinding through the current function.  No personality routine
527 or exception table data is required or permitted.
529 @cindex @code{.code} directive, ARM
530 @item .code @code{[16|32]}
531 This directive selects the instruction set being generated. The value 16
532 selects Thumb, with the value 32 selecting ARM.
534 @cindex @code{.cpu} directive, ARM
535 @item .cpu @var{name}
536 Select the target processor.  Valid values for @var{name} are the same as
537 for the @option{-mcpu} commandline option.
539 @c DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
541 @cindex @code{.dn} and @code{.qn} directives, ARM
542 @item @var{name} .dn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
543 @itemx @var{name} .qn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
545 The @code{dn} and @code{qn} directives are used to create typed
546 and/or indexed register aliases for use in Advanced SIMD Extension
547 (Neon) instructions.  The former should be used to create aliases
548 of double-precision registers, and the latter to create aliases of
549 quad-precision registers.
551 If these directives are used to create typed aliases, those aliases can
552 be used in Neon instructions instead of writing types after the mnemonic
553 or after each operand.  For example:
555 @smallexample
556         x .dn d2.f32
557         y .dn d3.f32
558         z .dn d4.f32[1]
559         vmul x,y,z
560 @end smallexample
562 This is equivalent to writing the following:
564 @smallexample
565         vmul.f32 d2,d3,d4[1]
566 @end smallexample
568 Aliases created using @code{dn} or @code{qn} can be destroyed using
569 @code{unreq}.
571 @c EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE
573 @cindex @code{.eabi_attribute} directive, ARM
574 @item .eabi_attribute @var{tag}, @var{value}
575 Set the EABI object attribute @var{tag} to @var{value}.
577 The @var{tag} is either an attribute number, or one of the following:
578 @code{Tag_CPU_raw_name}, @code{Tag_CPU_name}, @code{Tag_CPU_arch},
579 @code{Tag_CPU_arch_profile}, @code{Tag_ARM_ISA_use},
580 @code{Tag_THUMB_ISA_use}, @code{Tag_FP_arch}, @code{Tag_WMMX_arch},
581 @code{Tag_Advanced_SIMD_arch}, @code{Tag_PCS_config},
582 @code{Tag_ABI_PCS_R9_use}, @code{Tag_ABI_PCS_RW_data},
583 @code{Tag_ABI_PCS_RO_data}, @code{Tag_ABI_PCS_GOT_use},
584 @code{Tag_ABI_PCS_wchar_t}, @code{Tag_ABI_FP_rounding},
585 @code{Tag_ABI_FP_denormal}, @code{Tag_ABI_FP_exceptions},
586 @code{Tag_ABI_FP_user_exceptions}, @code{Tag_ABI_FP_number_model},
587 @code{Tag_ABI_align_needed}, @code{Tag_ABI_align_preserved},
588 @code{Tag_ABI_enum_size}, @code{Tag_ABI_HardFP_use},
589 @code{Tag_ABI_VFP_args}, @code{Tag_ABI_WMMX_args},
590 @code{Tag_ABI_optimization_goals}, @code{Tag_ABI_FP_optimization_goals},
591 @code{Tag_compatibility}, @code{Tag_CPU_unaligned_access},
592 @code{Tag_FP_HP_extension}, @code{Tag_ABI_FP_16bit_format},
593 @code{Tag_MPextension_use}, @code{Tag_DIV_use},
594 @code{Tag_nodefaults}, @code{Tag_also_compatible_with},
595 @code{Tag_conformance}, @code{Tag_T2EE_use},
596 @code{Tag_Virtualization_use}
598 The @var{value} is either a @code{number}, @code{"string"}, or
599 @code{number, "string"} depending on the tag.
601 Note - the following legacy values are also accepted by @var{tag}:
602 @code{Tag_VFP_arch}, @code{Tag_ABI_align8_needed}, 
603 @code{Tag_ABI_align8_preserved}, @code{Tag_VFP_HP_extension},
605 @cindex @code{.even} directive, ARM
606 @item .even
607 This directive aligns to an even-numbered address.
609 @cindex @code{.extend} directive, ARM
610 @cindex @code{.ldouble} directive, ARM
611 @item .extend  @var{expression} [, @var{expression}]*
612 @itemx .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
613 These directives write 12byte long double floating-point values to the
614 output section.  These are not compatible with current ARM processors
615 or ABIs.
617 @c FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
619 @anchor{arm_fnend}
620 @cindex @code{.fnend} directive, ARM
621 @item .fnend
622 Marks the end of a function with an unwind table entry.  The unwind index
623 table entry is created when this directive is processed.
625 If no personality routine has been specified then standard personality
626 routine 0 or 1 will be used, depending on the number of unwind opcodes
627 required.
629 @anchor{arm_fnstart}
630 @cindex @code{.fnstart} directive, ARM
631 @item .fnstart
632 Marks the start of a function with an unwind table entry.
634 @cindex @code{.force_thumb} directive, ARM
635 @item .force_thumb
636 This directive forces the selection of Thumb instructions, even if the
637 target processor does not support those instructions
639 @cindex @code{.fpu} directive, ARM
640 @item .fpu @var{name}
641 Select the floating-point unit to assemble for.  Valid values for @var{name}
642 are the same as for the @option{-mfpu} commandline option.
644 @c GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG
645 @c HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
647 @cindex @code{.handlerdata} directive, ARM
648 @item .handlerdata
649 Marks the end of the current function, and the start of the exception table
650 entry for that function.  Anything between this directive and the
651 @code{.fnend} directive will be added to the exception table entry.
653 Must be preceded by a @code{.personality} or @code{.personalityindex}
654 directive.
656 @c IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
658 @cindex @code{.inst} directive, ARM
659 @item .inst @var{opcode} [ , @dots{} ]
660 @itemx .inst.n @var{opcode} [ , @dots{} ]
661 @itemx .inst.w @var{opcode} [ , @dots{} ]
662 Generates the instruction corresponding to the numerical value @var{opcode}.
663 @code{.inst.n} and @code{.inst.w} allow the Thumb instruction size to be
664 specified explicitly, overriding the normal encoding rules.
666 @c JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ
667 @c KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK
668 @c LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL
670 @item .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
671 See @code{.extend}.
673 @cindex @code{.ltorg} directive, ARM
674 @item .ltorg
675 This directive causes the current contents of the literal pool to be
676 dumped into the current section (which is assumed to be the .text
677 section) at the current location (aligned to a word boundary).
678 @code{GAS} maintains a separate literal pool for each section and each
679 sub-section.  The @code{.ltorg} directive will only affect the literal
680 pool of the current section and sub-section.  At the end of assembly
681 all remaining, un-empty literal pools will automatically be dumped.
683 Note - older versions of @code{GAS} would dump the current literal
684 pool any time a section change occurred.  This is no longer done, since
685 it prevents accurate control of the placement of literal pools.
687 @c MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM
689 @cindex @code{.movsp} directive, ARM
690 @item .movsp @var{reg} [, #@var{offset}]
691 Tell the unwinder that @var{reg} contains an offset from the current
692 stack pointer.  If @var{offset} is not specified then it is assumed to be
693 zero.
695 @c NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN
696 @c OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
698 @cindex @code{.object_arch} directive, ARM
699 @item .object_arch @var{name}
700 Override the architecture recorded in the EABI object attribute section.
701 Valid values for @var{name} are the same as for the @code{.arch} directive.
702 Typically this is useful when code uses runtime detection of CPU features.
704 @c PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP
706 @cindex @code{.packed} directive, ARM
707 @item .packed  @var{expression} [, @var{expression}]*
708 This directive writes 12-byte packed floating-point values to the
709 output section.  These are not compatible with current ARM processors
710 or ABIs.
712 @cindex @code{.pad} directive, ARM
713 @item .pad #@var{count}
714 Generate unwinder annotations for a stack adjustment of @var{count} bytes.
715 A positive value indicates the function prologue allocated stack space by
716 decrementing the stack pointer.
718 @cindex @code{.personality} directive, ARM
719 @item .personality @var{name}
720 Sets the personality routine for the current function to @var{name}.
722 @cindex @code{.personalityindex} directive, ARM
723 @item .personalityindex @var{index}
724 Sets the personality routine for the current function to the EABI standard
725 routine number @var{index}
727 @cindex @code{.pool} directive, ARM
728 @item .pool
729 This is a synonym for .ltorg.
731 @c QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ
732 @c RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR
734 @cindex @code{.req} directive, ARM
735 @item @var{name} .req @var{register name}
736 This creates an alias for @var{register name} called @var{name}.  For
737 example:
739 @smallexample
740         foo .req r0
741 @end smallexample
743 @c SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
745 @anchor{arm_save}
746 @cindex @code{.save} directive, ARM
747 @item .save @var{reglist}
748 Generate unwinder annotations to restore the registers in @var{reglist}.
749 The format of @var{reglist} is the same as the corresponding store-multiple
750 instruction.
752 @smallexample
753 @exdent @emph{core registers}
754   .save @{r4, r5, r6, lr@}
755   stmfd sp!, @{r4, r5, r6, lr@}
756 @exdent @emph{FPA registers}
757   .save f4, 2
758   sfmfd f4, 2, [sp]!
759 @exdent @emph{VFP registers}
760   .save @{d8, d9, d10@}
761   fstmdx sp!, @{d8, d9, d10@}
762 @exdent @emph{iWMMXt registers}
763   .save @{wr10, wr11@}
764   wstrd wr11, [sp, #-8]!
765   wstrd wr10, [sp, #-8]!
767   .save wr11
768   wstrd wr11, [sp, #-8]!
769   .save wr10
770   wstrd wr10, [sp, #-8]!
771 @end smallexample
773 @anchor{arm_setfp}
774 @cindex @code{.setfp} directive, ARM
775 @item .setfp @var{fpreg}, @var{spreg} [, #@var{offset}]
776 Make all unwinder annotations relative to a frame pointer.  Without this
777 the unwinder will use offsets from the stack pointer.
779 The syntax of this directive is the same as the @code{add} or @code{mov}
780 instruction used to set the frame pointer.  @var{spreg} must be either
781 @code{sp} or mentioned in a previous @code{.movsp} directive.
783 @smallexample
784 .movsp ip
785 mov ip, sp
786 @dots{}
787 .setfp fp, ip, #4
788 add fp, ip, #4
789 @end smallexample
791 @cindex @code{.secrel32} directive, ARM
792 @item .secrel32 @var{expression} [, @var{expression}]*
793 This directive emits relocations that evaluate to the section-relative
794 offset of each expression's symbol.  This directive is only supported
795 for PE targets.
797 @cindex @code{.syntax} directive, ARM
798 @item .syntax [@code{unified} | @code{divided}]
799 This directive sets the Instruction Set Syntax as described in the
800 @ref{ARM-Instruction-Set} section.
802 @c TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
804 @cindex @code{.thumb} directive, ARM
805 @item .thumb
806 This performs the same action as @var{.code 16}.
808 @cindex @code{.thumb_func} directive, ARM
809 @item .thumb_func
810 This directive specifies that the following symbol is the name of a
811 Thumb encoded function.  This information is necessary in order to allow
812 the assembler and linker to generate correct code for interworking
813 between Arm and Thumb instructions and should be used even if
814 interworking is not going to be performed.  The presence of this
815 directive also implies @code{.thumb}
817 This directive is not neccessary when generating EABI objects.  On these
818 targets the encoding is implicit when generating Thumb code.
820 @cindex @code{.thumb_set} directive, ARM
821 @item .thumb_set
822 This performs the equivalent of a @code{.set} directive in that it
823 creates a symbol which is an alias for another symbol (possibly not yet
824 defined).  This directive also has the added property in that it marks
825 the aliased symbol as being a thumb function entry point, in the same
826 way that the @code{.thumb_func} directive does.
828 @c UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU
830 @cindex @code{.unreq} directive, ARM
831 @item .unreq @var{alias-name}
832 This undefines a register alias which was previously defined using the
833 @code{req}, @code{dn} or @code{qn} directives.  For example:
835 @smallexample
836         foo .req r0
837         .unreq foo
838 @end smallexample
840 An error occurs if the name is undefined.  Note - this pseudo op can
841 be used to delete builtin in register name aliases (eg 'r0').  This
842 should only be done if it is really necessary.
844 @cindex @code{.unwind_raw} directive, ARM
845 @item .unwind_raw @var{offset}, @var{byte1}, @dots{}
846 Insert one of more arbitary unwind opcode bytes, which are known to adjust
847 the stack pointer by @var{offset} bytes.
849 For example @code{.unwind_raw 4, 0xb1, 0x01} is equivalent to
850 @code{.save @{r0@}}
852 @c VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV
854 @cindex @code{.vsave} directive, ARM
855 @item .vsave @var{vfp-reglist}
856 Generate unwinder annotations to restore the VFP registers in @var{vfp-reglist}
857 using FLDMD.  Also works for VFPv3 registers
858 that are to be restored using VLDM.
859 The format of @var{vfp-reglist} is the same as the corresponding store-multiple
860 instruction.
862 @smallexample
863 @exdent @emph{VFP registers}
864   .vsave @{d8, d9, d10@}
865   fstmdd sp!, @{d8, d9, d10@}
866 @exdent @emph{VFPv3 registers}
867   .vsave @{d15, d16, d17@}
868   vstm sp!, @{d15, d16, d17@}
869 @end smallexample
871 Since FLDMX and FSTMX are now deprecated, this directive should be
872 used in favour of @code{.save} for saving VFP registers for ARMv6 and above.
874 @c WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
875 @c XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
876 @c YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY
877 @c ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ
879 @end table
881 @node ARM Opcodes
882 @section Opcodes
884 @cindex ARM opcodes
885 @cindex opcodes for ARM
886 @code{@value{AS}} implements all the standard ARM opcodes.  It also
887 implements several pseudo opcodes, including several synthetic load
888 instructions. 
890 @table @code
892 @cindex @code{NOP} pseudo op, ARM
893 @item NOP
894 @smallexample
895   nop
896 @end smallexample
898 This pseudo op will always evaluate to a legal ARM instruction that does
899 nothing.  Currently it will evaluate to MOV r0, r0.
901 @cindex @code{LDR reg,=<label>} pseudo op, ARM
902 @item LDR 
903 @smallexample
904   ldr <register> , = <expression>
905 @end smallexample
907 If expression evaluates to a numeric constant then a MOV or MVN
908 instruction will be used in place of the LDR instruction, if the
909 constant can be generated by either of these instructions.  Otherwise
910 the constant will be placed into the nearest literal pool (if it not
911 already there) and a PC relative LDR instruction will be generated.
913 @cindex @code{ADR reg,<label>} pseudo op, ARM
914 @item ADR
915 @smallexample
916   adr <register> <label>
917 @end smallexample
919 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
920 register.  The instruction will evaluate to a PC relative ADD or SUB
921 instruction depending upon where the label is located.  If the label is
922 out of range, or if it is not defined in the same file (and section) as
923 the ADR instruction, then an error will be generated.  This instruction
924 will not make use of the literal pool.
926 @cindex @code{ADRL reg,<label>} pseudo op, ARM
927 @item ADRL 
928 @smallexample
929   adrl <register> <label>
930 @end smallexample
932 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
933 register.  The instruction will evaluate to one or two PC relative ADD
934 or SUB instructions depending upon where the label is located.  If a
935 second instruction is not needed a NOP instruction will be generated in
936 its place, so that this instruction is always 8 bytes long.
938 If the label is out of range, or if it is not defined in the same file
939 (and section) as the ADRL instruction, then an error will be generated.
940 This instruction will not make use of the literal pool.
942 @end table
944 For information on the ARM or Thumb instruction sets, see @cite{ARM
945 Software Development Toolkit Reference Manual}, Advanced RISC Machines
946 Ltd.
948 @node ARM Mapping Symbols
949 @section Mapping Symbols
951 The ARM ELF specification requires that special symbols be inserted
952 into object files to mark certain features:
954 @table @code
956 @cindex @code{$a}
957 @item $a
958 At the start of a region of code containing ARM instructions.
960 @cindex @code{$t}
961 @item $t
962 At the start of a region of code containing THUMB instructions.
964 @cindex @code{$d}
965 @item $d
966 At the start of a region of data.
968 @end table
970 The assembler will automatically insert these symbols for you - there
971 is no need to code them yourself.  Support for tagging symbols ($b,
972 $f, $p and $m) which is also mentioned in the current ARM ELF
973 specification is not implemented.  This is because they have been
974 dropped from the new EABI and so tools cannot rely upon their
975 presence.
977 @node ARM Unwinding Tutorial
978 @section Unwinding
980 The ABI for the ARM Architecture specifies a standard format for
981 exception unwind information.  This information is used when an
982 exception is thrown to determine where control should be transferred.
983 In particular, the unwind information is used to determine which
984 function called the function that threw the exception, and which
985 function called that one, and so forth.  This information is also used
986 to restore the values of callee-saved registers in the function
987 catching the exception.
989 If you are writing functions in assembly code, and those functions
990 call other functions that throw exceptions, you must use assembly
991 pseudo ops to ensure that appropriate exception unwind information is
992 generated.  Otherwise, if one of the functions called by your assembly
993 code throws an exception, the run-time library will be unable to
994 unwind the stack through your assembly code and your program will not
995 behave correctly.
997 To illustrate the use of these pseudo ops, we will examine the code
998 that G++ generates for the following C++ input:
1000 @verbatim
1001 void callee (int *);
1003 int 
1004 caller () 
1006   int i;
1007   callee (&i);
1008   return i; 
1010 @end verbatim
1012 This example does not show how to throw or catch an exception from
1013 assembly code.  That is a much more complex operation and should
1014 always be done in a high-level language, such as C++, that directly
1015 supports exceptions.
1017 The code generated by one particular version of G++ when compiling the
1018 example above is:
1020 @verbatim
1021 _Z6callerv:
1022         .fnstart
1023 .LFB2:
1024         @ Function supports interworking.
1025         @ args = 0, pretend = 0, frame = 8
1026         @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0
1027         stmfd   sp!, {fp, lr}
1028         .save {fp, lr}
1029 .LCFI0:
1030         .setfp fp, sp, #4
1031         add     fp, sp, #4
1032 .LCFI1:
1033         .pad #8
1034         sub     sp, sp, #8
1035 .LCFI2:
1036         sub     r3, fp, #8
1037         mov     r0, r3
1038         bl      _Z6calleePi
1039         ldr     r3, [fp, #-8]
1040         mov     r0, r3
1041         sub     sp, fp, #4
1042         ldmfd   sp!, {fp, lr}
1043         bx      lr
1044 .LFE2:
1045         .fnend
1046 @end verbatim
1048 Of course, the sequence of instructions varies based on the options
1049 you pass to GCC and on the version of GCC in use.  The exact
1050 instructions are not important since we are focusing on the pseudo ops
1051 that are used to generate unwind information.
1053 An important assumption made by the unwinder is that the stack frame
1054 does not change during the body of the function.  In particular, since
1055 we assume that the assembly code does not itself throw an exception,
1056 the only point where an exception can be thrown is from a call, such
1057 as the @code{bl} instruction above.  At each call site, the same saved
1058 registers (including @code{lr}, which indicates the return address)
1059 must be located in the same locations relative to the frame pointer.
1061 The @code{.fnstart} (@pxref{arm_fnstart,,.fnstart pseudo op}) pseudo
1062 op appears immediately before the first instruction of the function
1063 while the @code{.fnend} (@pxref{arm_fnend,,.fnend pseudo op}) pseudo
1064 op appears immediately after the last instruction of the function.
1065 These pseudo ops specify the range of the function.  
1067 Only the order of the other pseudos ops (e.g., @code{.setfp} or
1068 @code{.pad}) matters; their exact locations are irrelevant.  In the
1069 example above, the compiler emits the pseudo ops with particular
1070 instructions.  That makes it easier to understand the code, but it is
1071 not required for correctness.  It would work just as well to emit all
1072 of the pseudo ops other than @code{.fnend} in the same order, but
1073 immediately after @code{.fnstart}.
1075 The @code{.save} (@pxref{arm_save,,.save pseudo op}) pseudo op
1076 indicates registers that have been saved to the stack so that they can
1077 be restored before the function returns.  The argument to the
1078 @code{.save} pseudo op is a list of registers to save.  If a register
1079 is ``callee-saved'' (as specified by the ABI) and is modified by the
1080 function you are writing, then your code must save the value before it
1081 is modified and restore the original value before the function
1082 returns.  If an exception is thrown, the run-time library restores the
1083 values of these registers from their locations on the stack before
1084 returning control to the exception handler.  (Of course, if an
1085 exception is not thrown, the function that contains the @code{.save}
1086 pseudo op restores these registers in the function epilogue, as is
1087 done with the @code{ldmfd} instruction above.)
1089 You do not have to save callee-saved registers at the very beginning
1090 of the function and you do not need to use the @code{.save} pseudo op
1091 immediately following the point at which the registers are saved.
1092 However, if you modify a callee-saved register, you must save it on
1093 the stack before modifying it and before calling any functions which
1094 might throw an exception.  And, you must use the @code{.save} pseudo
1095 op to indicate that you have done so.
1097 The @code{.pad} (@pxref{arm_pad,,.pad}) pseudo op indicates a
1098 modification of the stack pointer that does not save any registers.
1099 The argument is the number of bytes (in decimal) that are subtracted
1100 from the stack pointer.  (On ARM CPUs, the stack grows downwards, so
1101 subtracting from the stack pointer increases the size of the stack.)
1103 The @code{.setfp} (@pxref{arm_setfp,,.setfp pseudo op}) pseudo op
1104 indicates the register that contains the frame pointer.  The first
1105 argument is the register that is set, which is typically @code{fp}.
1106 The second argument indicates the register from which the frame
1107 pointer takes its value.  The third argument, if present, is the value
1108 (in decimal) added to the register specified by the second argument to
1109 compute the value of the frame pointer.  You should not modify the
1110 frame pointer in the body of the function.
1112 If you do not use a frame pointer, then you should not use the
1113 @code{.setfp} pseudo op.  If you do not use a frame pointer, then you
1114 should avoid modifying the stack pointer outside of the function
1115 prologue.  Otherwise, the run-time library will be unable to find
1116 saved registers when it is unwinding the stack.
1118 The pseudo ops described above are sufficient for writing assembly
1119 code that calls functions which may throw exceptions.  If you need to
1120 know more about the object-file format used to represent unwind
1121 information, you may consult the @cite{Exception Handling ABI for the
1122 ARM Architecture} available from @uref{http://infocenter.arm.com}.