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1 @c Copyright (C) 2000-2016 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GAS manual.
3 @c For copying conditions, see the file as.texinfo.
5 @ifset GENERIC
6 @page
7 @node ARC-Dependent
8 @chapter ARC Dependent Features
9 @end ifset
11 @ifclear GENERIC
12 @node Machine Dependencies
13 @chapter ARC Dependent Features
14 @end ifclear
16 @set ARC_CORE_DEFAULT 6
18 @cindex ARC support
19 @menu
20 * ARC Options::              Options
21 * ARC Syntax::               Syntax
22 * ARC Directives::           ARC Machine Directives
23 * ARC Modifiers::            ARC Assembler Modifiers
24 * ARC Symbols::              ARC Pre-defined Symbols
25 * ARC Opcodes::              Opcodes
26 @end menu
28 @node ARC Options
29 @section Options
30 @cindex ARC options
31 @cindex options for ARC
33 The following options control the type of CPU for which code is
34 assembled, and generic constraints on the code generated:
36 @table @code
38 @item -mcpu=@var{cpu}
39 @cindex @code{-mcpu=@var{cpu}} command line option, ARC
40 Set architecture type and register usage for @var{cpu}.  There are
41 also shortcut alias options available for backward compatibility and
42 convenience.  Supported values for @var{cpu} are
44 @table @code
45 @cindex @code{mA6} command line option, ARC
46 @cindex @code{marc600} command line option, ARC
47 @item arc600
48 Assemble for ARC 600.  Aliases: @code{-mA6}, @code{-mARC600}.
50 @item arc601
51 @cindex @code{mARC601} command line option, ARC
52 Assemble for ARC 601.  Alias: @code{-mARC601}.
54 @item arc700
55 @cindex @code{mA7} command line option, ARC
56 @cindex @code{mARC700} command line option, ARC
57 Assemble for ARC 700.  Aliases: @code{-mA7}, @code{-mARC700}.
59 @item arcem
60 @cindex @code{mEM} command line option, ARC
61 Assemble for ARC EM.  Aliases: @code{-mEM}
63 @item archs
64 @cindex @code{mHS} command line option, ARC
65 Assemble for ARC HS.  Aliases: @code{-mHS}, @code{-mav2hs}.
67 @item nps400
68 @cindex @code{mnps400} command line option, ARC
69 Assemble for ARC 700 with NPS-400 extended instructions.
71 @end table
73 Note: the @code{.cpu} directive (@pxref{ARC Directives}) can
74 to be used to select a core variant from within assembly code.
76 @cindex @code{-EB} command line option, ARC
77 @item -EB
78 This option specifies that the output generated by the assembler should
79 be marked as being encoded for a big-endian processor.
81 @cindex @code{-EL} command line option, ARC
82 @item -EL
83 This option specifies that the output generated by the assembler should
84 be marked as being encoded for a little-endian processor - this is the
85 default.
87 @cindex @code{-mcode-density} command line option, ARC
88 @item -mcode-density
89 This option turns on Code Density instructions.  Only valid for ARC EM
90 processors.
92 @cindex @code{-mrelax} command line option, ARC
93 @item -mrelax
94 Enable support for assembly-time relaxation.  The assembler will
95 replace a longer version of an instruction with a shorter one,
96 whenever it is possible.
98 @cindex @code{-mnps400} command line option, ARC
99 @item -mnps400
100 Enable support for NPS-400 extended instructions.
102 @cindex @code{-mspfp} command line option, ARC
103 @item -mspfp
104 Enable support for single-precision floating point instructions.
106 @cindex @code{-mdpfp} command line option, ARC
107 @item -mdpfp
108 Enable support for double-precision floating point instructions.
110 @cindex @code{-mfpuda} command line option, ARC
111 @item -mfpuda
112 Enable support for double-precision assist floating point instructions.
113 Only valid for ARC EM processors.
115 @end table
117 @node ARC Syntax
118 @section Syntax
119 @menu
120 * ARC-Chars::                Special Characters
121 * ARC-Regs::                 Register Names
122 @end menu
124 @node ARC-Chars
125 @subsection Special Characters
127 @table @code
128 @item %
129 @cindex register name prefix character, ARC
130 @cindex ARC register name prefix character
131 A register name can optionally be prefixed by a @samp{%} character.  So
132 register @code{%r0} is equivalent to @code{r0} in the assembly code.
134 @item #
135 @cindex line comment character, ARC
136 @cindex ARC line comment character
137 The presence of a @samp{#} character within a line (but not at the
138 start of a line) indicates the start of a comment that extends to the
139 end of the current line.
141 @emph{Note:} if a line starts with a @samp{#} character then it can
142 also be a logical line number directive (@pxref{Comments}) or a
143 preprocessor control command (@pxref{Preprocessing}).
145 @item @@
146 @cindex symbol prefix character, ARC
147 @cindex ARC symbol prefix character
148 Prefixing an operand with an @samp{@@} specifies that the operand is a
149 symbol and not a register.  This is how the assembler disambiguates
150 the use of an ARC register name as a symbol.  So the instruction
151 @example
152 mov r0, @@r0
153 @end example
154 moves the address of symbol @code{r0} into register @code{r0}.
156 @item `
157 @cindex line separator, ARC
158 @cindex statement separator, ARC
159 @cindex ARC line separator
160 The @samp{`} (backtick) character is used to separate statements on a
161 single line.
163 @cindex line
164 @item -
165 @cindex C preprocessor macro separator, ARC
166 @cindex ARC C preprocessor macro separator
167 Used as a separator to obtain a sequence of commands from a C
168 preprocessor macro.
170 @end table
172 @node ARC-Regs
173 @subsection Register Names
175 @cindex ARC register names
176 @cindex register names, ARC
177 The ARC assembler uses the following register names for its core
178 registers:
180 @table @code
181 @item r0-r31
182 @cindex core general registers, ARC
183 @cindex ARC core general registers
184 The core general registers.  Registers @code{r26} through @code{r31}
185 have special functions, and are usually referred to by those synonyms.
187 @item gp
188 @cindex global pointer, ARC
189 @cindex ARC global pointer
190 The global pointer and a synonym for @code{r26}.
192 @item fp
193 @cindex frame pointer, ARC
194 @cindex ARC frame pointer
195 The frame pointer and a synonym for @code{r27}.
197 @item sp
198 @cindex stack pointer, ARC
199 @cindex ARC stack pointer
200 The stack pointer and a synonym for @code{r28}.
202 @item ilink1
203 @cindex level 1 interrupt link register, ARC
204 @cindex ARC level 1 interrupt link register
205 For ARC 600 and ARC 700, the level 1 interrupt link register and a
206 synonym for @code{r29}.  Not supported for ARCv2.
208 @item ilink
209 @cindex interrupt link register, ARC
210 @cindex ARC interrupt link register
211 For ARCv2, the interrupt link register and a synonym for @code{r29}.
212 Not supported for ARC 600 and ARC 700.
214 @item ilink2
215 @cindex level 2 interrupt link register, ARC
216 @cindex ARC level 2 interrupt link register
217 For ARC 600 and ARC 700, the level 2 interrupt link register and a
218 synonym for @code{r30}.  Not supported for ARC v2.
220 @item blink
221 @cindex link register, ARC
222 @cindex ARC link register
223 The link register and a synonym for @code{r31}.
225 @item r32-r59
226 @cindex extension core registers, ARC
227 @cindex ARC extension core registers
228 The extension core registers.
230 @item lp_count
231 @cindex loop counter, ARC
232 @cindex ARC loop counter
233 The loop count register.
235 @item pcl
236 @cindex word aligned program counter, ARC
237 @cindex ARC word aligned program counter
238 The word aligned program counter.
240 @end table
242 In addition the ARC processor has a large number of @emph{auxiliary
243 registers}.  The precise set depends on the extensions being
244 supported, but the following baseline set are always defined:
246 @table @code
247 @item identity
248 @cindex Processor Identification register, ARC
249 @cindex ARC Processor Identification register
250 Processor Identification register.  Auxiliary register address 0x4.
252 @item pc
253 @cindex Program Counter, ARC
254 @cindex ARC Program Counter
255 Program Counter.  Auxiliary register address 0x6.
257 @item status32
258 @cindex Status register, ARC
259 @cindex ARC Status register
260 Status register.  Auxiliary register address 0x0a.
262 @item bta
263 @cindex Branch Target Address, ARC
264 @cindex ARC Branch Target Address
265 Branch Target Address.  Auxiliary register address 0x412.
267 @item ecr
268 @cindex Exception Cause Register, ARC
269 @cindex ARC Exception Cause Register
270 Exception Cause Register.  Auxiliary register address 0x403.
272 @item int_vector_base
273 @cindex Interrupt Vector Base address, ARC
274 @cindex ARC Interrupt Vector Base address
275 Interrupt Vector Base address.  Auxiliary register address 0x25.
277 @item status32_p0
278 @cindex Stored STATUS32 register on entry to level P0 interrupts, ARC
279 @cindex ARC Stored STATUS32 register on entry to level P0 interrupts
280 Stored STATUS32 register on entry to level P0 interrupts.  Auxiliary
281 register address 0xb.
283 @item aux_user_sp
284 @cindex Saved User Stack Pointer, ARC
285 @cindex ARC Saved User Stack Pointer
286 Saved User Stack Pointer.  Auxiliary register address 0xd.
288 @item eret
289 @cindex Exception Return Address, ARC
290 @cindex ARC Exception Return Address
291 Exception Return Address.  Auxiliary register address 0x400.
293 @item erbta
294 @cindex BTA saved on exception entry, ARC
295 @cindex ARC BTA saved on exception entry
296 BTA saved on exception entry.  Auxiliary register address 0x401.
298 @item erstatus
299 @cindex STATUS32 saved on exception, ARC
300 @cindex ARC STATUS32 saved on exception
301 STATUS32 saved on exception.  Auxiliary register address 0x402.
303 @item bcr_ver
304 @cindex Build Configuration Registers Version, ARC
305 @cindex ARC Build Configuration Registers Version
306 Build Configuration Registers Version.  Auxiliary register address 0x60.
308 @item bta_link_build
309 @cindex Build configuration for: BTA Registers, ARC
310 @cindex ARC Build configuration for: BTA Registers
311 Build configuration for: BTA Registers.  Auxiliary register address 0x63.
313 @item vecbase_ac_build
314 @cindex Build configuration for: Interrupts, ARC
315 @cindex ARC Build configuration for: Interrupts
316 Build configuration for: Interrupts.  Auxiliary register address 0x68.
318 @item rf_build
319 @cindex Build configuration for: Core Registers, ARC
320 @cindex ARC Build configuration for: Core Registers
321 Build configuration for: Core Registers.  Auxiliary register address 0x6e.
323 @item dccm_build
324 @cindex DCCM RAM Configuration Register, ARC
325 @cindex ARC DCCM RAM Configuration Register
326 DCCM RAM Configuration Register.  Auxiliary register address 0xc1.
328 @end table
330 Additional auxiliary register names are defined according to the
331 processor architecture version and extensions selected by the options.
333 @node ARC Directives
334 @section ARC Machine Directives
336 @cindex machine directives, ARC
337 @cindex ARC machine directives
338 The ARC version of @code{@value{AS}} supports the following additional
339 machine directives:
341 @table @code
343 @cindex @code{lcomm} directive
344 @item .lcomm @var{symbol}, @var{length}[, @var{alignment}]
345 Reserve @var{length} (an absolute expression) bytes for a local common
346 denoted by @var{symbol}.  The section and value of @var{symbol} are
347 those of the new local common.  The addresses are allocated in the bss
348 section, so that at run-time the bytes start off zeroed.  Since
349 @var{symbol} is not declared global, it is normally not visible to
350 @code{@value{LD}}.  The optional third parameter, @var{alignment},
351 specifies the desired alignment of the symbol in the bss section,
352 specified as a byte boundary (for example, an alignment of 16 means
353 that the least significant 4 bits of the address should be zero).  The
354 alignment must be an absolute expression, and it must be a power of
355 two.  If no alignment is specified, as will set the alignment to the
356 largest power of two less than or equal to the size of the symbol, up
357 to a maximum of 16.
359 @cindex @code{lcommon} directive, ARC
360 @item .lcommon @var{symbol}, @var{length}[, @var{alignment}]
361 The same as @code{lcomm} directive.
363 @cindex @code{cpu} directive, ARC
364 @item .cpu @var{cpu}
365 The @code{.cpu} directive must be followed by the desired core
366 version.  Permitted values for CPU are:
367 @table @code
368 @item ARC600
369 Assemble for the ARC600 instruction set.
371 @item ARC700
372 Assemble for the ARC700 instruction set.
374 @item NPS400
375 Assemble for the NPS400 instruction set.
377 @item EM
378 Assemble for the ARC EM instruction set.
380 @item HS
381 Assemble for the ARC HS instruction set.
383 @end table
385 Note: the @code{.cpu} directive overrides the command line option
386 @code{-mcpu=@var{cpu}}; a warning is emitted when the version is not
387 consistent between the two.
389 @item .extAuxRegister @var{name}, @var{addr}, @var{mode}
390 @cindex @code{extAuxRegister} directive, ARC
391 Auxiliary registers can be defined in the assembler source code by
392 using this directive.  The first parameter, @var{name}, is the name of the
393 new auxiliary register.  The second parameter, @var{addr}, is
394 address the of the auxiliary register.  The third parameter,
395 @var{mode}, specifies whether the register is readable and/or writable
396 and is one of:
397 @table @code
398 @item r
399 Read only;
401 @item w
402 Write only;
404 @item r|w
405 Read and write.
407 @end table
409 For example:
410 @example
411         .extAuxRegister mulhi, 0x12, w
412 @end example
413 specifies a write only extension auxiliary register, @var{mulhi} at
414 address 0x12.
416 @item .extCondCode @var{suffix}, @var{val}
417 @cindex @code{extCondCode} directive, ARC
418 ARC supports extensible condition codes.  This directive defines a new
419 condition code, to be known by the suffix, @var{suffix} and will
420 depend on the value, @var{val} in the condition code.
422 For example:
423 @example
424         .extCondCode is_busy,0x14
425         add.is_busy  r1,r2,r3
426 @end example
427 will only execute the @code{add} instruction if the condition code
428 value is 0x14.
430 @item .extCoreRegister @var{name}, @var{regnum}, @var{mode}, @var{shortcut}
431 @cindex @code{extCoreRegister} directive, ARC
432 Specifies an extension core register named @var{name} as a synonym for
433 the register numbered @var{regnum}.  The register number must be
434 between 32 and 59.  The third argument, @var{mode}, indicates whether
435 the register is readable and/or writable and is one of:
436 @table @code
437 @item r
438 Read only;
440 @item w
441 Write only;
443 @item r|w
444 Read and write.
446 @end table
448 The final parameter, @var{shortcut} indicates whether the register has
449 a short cut in the pipeline.  The valid values are:
450 @table @code
451 @item can_shortcut
452 The register has a short cut in the pipeline;
454 @item cannot_shortcut
455 The register does not have a short cut in the pipeline.
456 @end table
458 For example:
459 @example
460         .extCoreRegister mlo, 57, r , can_shortcut
461 @end example
462 defines a read only extension core register, @code{mlo}, which is
463 register 57, and can short cut the pipeline.
465 @item .extInstruction @var{name}, @var{opcode}, @var{subopcode}, @var{suffixclass}, @var{syntaxclass}
466 @cindex @code{extInstruction} directive, ARC
467 ARC allows the user to specify extension instructions.  These
468 extension instructions are not macros; the assembler creates encodings
469 for use of these instructions according to the specification by the
470 user.
472 The first argument, @var{name}, gives the name of the instruction.
474 The second argument, @var{opcode}, is the opcode to be used (bits 31:27
475 in the encoding).
477 The third argument, @var{subopcode}, is the sub-opcode to be used, but
478 the correct value also depends on the fifth argument,
479 @var{syntaxclass}
481 The fourth argument, @var{suffixclass}, determines the kinds of
482 suffixes to be allowed.  Valid values are:
483 @table @code
484 @item SUFFIX_NONE
485 No suffixes are permitted;
487 @item SUFFIX_COND
488 Conditional suffixes are permitted;
490 @item SUFFIX_FLAG
491 Flag setting suffixes are permitted.
493 @item SUFFIX_COND|SUFFIX_FLAG
494 Both conditional and flag setting suffices are permitted.
496 @end table
498 The fifth and final argument, @var{syntaxclass}, determines the syntax
499 class for the instruction.  It can have the following values:
500 @table @code
501 @item SYNTAX_2OP
502 Two Operand Instruction;
504 @item SYNTAX_3OP
505 Three Operand Instruction.
507 @item SYNTAX_1OP
508 One Operand Instruction.
510 @item SYNTAX_NOP
511 No Operand Instruction.
512 @end table
514 The syntax class may be followed by @samp{|} and one of the following
515 modifiers.
516 @table @code
518 @item OP1_MUST_BE_IMM
519 Modifies syntax class @code{SYNTAX_3OP}, specifying that the first
520 operand of a three-operand instruction must be an immediate (i.e., the
521 result is discarded).  This is usually used to set the flags using
522 specific instructions and not retain results.
524 @item OP1_IMM_IMPLIED
525 Modifies syntax class @code{SYNTAX_20P}, specifying that there is an
526 implied immediate destination operand which does not appear in the
527 syntax.
529 For example, if the source code contains an instruction like:
530 @example
531 inst r1,r2
532 @end example
533 the first argument is an implied immediate (that is, the result is
534 discarded).  This is the same as though the source code were: inst
535 0,r1,r2.
537 @end table
539 For example, defining a 64-bit multiplier with immediate operands:
540 @example
541         .extInstruction  mp64, 0x07, 0x2d, SUFFIX_COND|SUFFIX_FLAG,
542                          SYNTAX_3OP|OP1_MUST_BE_IMM
543 @end example
544 which specifies an extension instruction named @code{mp64} with 3
545 operands.  It sets the flags and can be used with a condition code,
546 for which the first operand is an immediate, i.e. equivalent to
547 discarding the result of the operation.
549 A two operands instruction variant would be:
550 @example
551         .extInstruction mul64, 0x07, 0x2d, SUFFIX_COND,
552         SYNTAX_2OP|OP1_IMM_IMPLIED
553 @end example
554 which describes a two operand instruction with an implicit first
555 immediate operand.  The result of this operation would be discarded.
557 @end table
559 @node ARC Modifiers
560 @section ARC Assembler Modifiers
562 The following additional assembler modifiers have been added for
563 position-independent code.  These modifiers are available only with
564 the ARC 700 and above processors and generate relocation entries,
565 which are interpreted by the linker as follows:
567 @table @code
568 @item @@pcl(@var{symbol})
569 @cindex @@pcl(@var{symbol}), ARC modifier
570 Relative distance of @var{symbol}'s from the current program counter
571 location.
573 @item @@gotpc(@var{symbol})
574 @cindex @@gotpc(@var{symbol}), ARC modifier
575 Relative distance of @var{symbol}'s Global Offset Table entry from the
576 current program counter location.
578 @item @@gotoff(@var{symbol})
579 @cindex @@gotoff(@var{symbol}), ARC modifier
580 Distance of @var{symbol} from the base of the Global Offset Table.
582 @item @@plt(@var{symbol})
583 @cindex @@plt(@var{symbol}), ARC modifier
584 Distance of @var{symbol}'s Procedure Linkage Table entry from the
585 current program counter.  This is valid only with branch and link
586 instructions and PC-relative calls.
588 @item @@sda(@var{symbol})
589 @cindex @@sda(@var{symbol}), ARC modifier
590 Relative distance of @var{symbol} from the base of the Small Data
591 Pointer.
593 @end table
595 @node ARC Symbols
596 @section ARC Pre-defined Symbols
598 The following assembler symbols will prove useful when developing
599 position-independent code.  These symbols are available only with the
600 ARC 700 and above processors.
602 @table @code
603 @item __GLOBAL_OFFSET_TABLE__
604 @cindex __GLOBAL_OFFSET_TABLE__, ARC pre-defined symbol
605 Symbol referring to the base of the Global Offset Table.
607 @item __DYNAMIC__
608 @cindex __DYNAMIC__, ARC pre-defined symbol
609 An alias for the Global Offset Table
610 @code{Base__GLOBAL_OFFSET_TABLE__}.  It can be used only with
611 @code{@@gotpc} modifiers.
613 @end table
615 @node ARC Opcodes
616 @section Opcodes
618 @cindex ARC opcodes
619 @cindex opcodes for ARC
621 For information on the ARC instruction set, see @cite{ARC Programmers
622 Reference Manual}, available where you download the processor IP library.