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1 @c Copyright (C) 2002, 2003, 2004 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GAS manual.
3 @c For copying conditions, see the file as.texinfo.
4 @c
5 @ifset GENERIC
6 @page
7 @node Xtensa-Dependent
8 @chapter Xtensa Dependent Features
9 @end ifset
10 @ifclear GENERIC
11 @node Machine Dependencies
12 @chapter Xtensa Dependent Features
13 @end ifclear
14
15 @cindex Xtensa architecture
16 This chapter covers features of the @sc{gnu} assembler that are specific
17 to the Xtensa architecture.  For details about the Xtensa instruction
18 set, please consult the @cite{Xtensa Instruction Set Architecture (ISA)
19 Reference Manual}.
20
21 @menu
22 * Xtensa Options::              Command-line Options.
23 * Xtensa Syntax::               Assembler Syntax for Xtensa Processors.
24 * Xtensa Optimizations::        Assembler Optimizations.
25 * Xtensa Relaxation::           Other Automatic Transformations.
26 * Xtensa Directives::           Directives for Xtensa Processors.
27 @end menu
28
29 @node Xtensa Options
30 @section Command Line Options
31
32 The Xtensa version of the @sc{gnu} assembler supports these
33 special options:
34
35 @table @code
36 @item --text-section-literals | --no-text-section-literals
37 @kindex --text-section-literals
38 @kindex --no-text-section-literals
39 Control the treatment of literal pools.  The default is
40 @samp{--no-@-text-@-section-@-literals}, which places literals in a
41 separate section in the output file.  This allows the literal pool to be
42 placed in a data RAM/ROM.  With @samp{--text-@-section-@-literals}, the
43 literals are interspersed in the text section in order to keep them as
44 close as possible to their references.  This may be necessary for large
45 assembly files, where the literals would otherwise be out of range of the
46 @code{L32R} instructions in the text section.  These options only affect
47 literals referenced via PC-relative @code{L32R} instructions; literals
48 for absolute mode @code{L32R} instructions are handled separately.
49
50 @item --absolute-literals | --no-absolute-literals
51 @kindex --absolute-literals
52 @kindex --no-absolute-literals
53 Indicate to the assembler whether @code{L32R} instructions use absolute
54 or PC-relative addressing.  If the processor includes the absolute
55 addressing option, the default is to use absolute @code{L32R}
56 relocations.  Otherwise, only the PC-relative @code{L32R} relocations
57 can be used.
58
59 @item --target-align | --no-target-align
60 @kindex --target-align
61 @kindex --no-target-align
62 Enable or disable automatic alignment to reduce branch penalties at some
63 expense in code size.  @xref{Xtensa Automatic Alignment, ,Automatic
64 Instruction Alignment}.  This optimization is enabled by default.  Note
65 that the assembler will always align instructions like @code{LOOP} that
66 have fixed alignment requirements.
67
68 @item --longcalls | --no-longcalls
69 @kindex --longcalls
70 @kindex --no-longcalls
71 Enable or disable transformation of call instructions to allow calls
72 across a greater range of addresses.  @xref{Xtensa Call Relaxation,
73 ,Function Call Relaxation}.  This option should be used when call
74 targets can potentially be out of range.  It may degrade both code size
75 and performance, but the linker can generally optimize away the
76 unnecessary overhead when a call ends up within range.  The default is
77 @samp{--no-@-longcalls}.
78
79 @item --transform | --no-transform
80 @kindex --transform
81 @kindex --no-transform
82 Enable or disable all assembler transformations of Xtensa instructions,
83 including both relaxation and optimization.  The default is
84 @samp{--transform}; @samp{--no-transform} should only be used in the
85 rare cases when the instructions must be exactly as specified in the
86 assembly source.  Using @samp{--no-transform} causes out of range
87 instruction operands to be errors.
88
89 @item --rename-section @var{oldname}=@var{newname}
90 @kindex --rename-section
91 Rename the @var{oldname} section to @var{newname}.  This option can be used
92 multiple times to rename multiple sections.
93 @end table
94
95 @node Xtensa Syntax
96 @section Assembler Syntax
97 @cindex syntax, Xtensa assembler
98 @cindex Xtensa assembler syntax
99 @cindex FLIX syntax
100
101 Block comments are delimited by @samp{/*} and @samp{*/}.  End of line
102 comments may be introduced with either @samp{#} or @samp{//}.
103
104 Instructions consist of a leading opcode or macro name followed by
105 whitespace and an optional comma-separated list of operands:
106
107 @smallexample
108 @var{opcode} [@var{operand}, @dots{}]
109 @end smallexample
110
111 Instructions must be separated by a newline or semicolon.
112
113 FLIX instructions, which bundle multiple opcodes together in a single
114 instruction, are specified by enclosing the bundled opcodes inside
115 braces:
116
117 @smallexample
118 @{
119 [@var{format}]
120 @var{opcode0} [@var{operands}]
121 @var{opcode1} [@var{operands}]
122 @var{opcode2} [@var{operands}]
123 @dots{}
124 @}
125 @end smallexample
126
127 The opcodes in a FLIX instruction are listed in the same order as the
128 corresponding instruction slots in the TIE format declaration.
129 Directives and labels are not allowed inside the braces of a FLIX
130 instruction.  A particular TIE format name can optionally be specified
131 immediately after the opening brace, but this is usually unnecessary.
132 The assembler will automatically search for a format that can encode the
133 specified opcodes, so the format name need only be specified in rare
134 cases where there is more than one applicable format and where it
135 matters which of those formats is used.  A FLIX instruction can also be
136 specified on a single line by separating the opcodes with semicolons:
137
138 @smallexample
139 @{ [@var{format};] @var{opcode0} [@var{operands}]; @var{opcode1} [@var{operands}]; @var{opcode2} [@var{operands}]; @dots{} @}
140 @end smallexample
141
142 The assembler can automatically bundle opcodes into FLIX instructions.
143 It encodes the opcodes in order, one at a time,
144 choosing the smallest format where each opcode can be encoded and
145 filling unused instruction slots with no-ops.
146
147 @menu
148 * Xtensa Opcodes::              Opcode Naming Conventions.
149 * Xtensa Registers::            Register Naming.
150 @end menu
151
152 @node Xtensa Opcodes
153 @subsection Opcode Names
154 @cindex Xtensa opcode names
155 @cindex opcode names, Xtensa
156
157 See the @cite{Xtensa Instruction Set Architecture (ISA) Reference
158 Manual} for a complete list of opcodes and descriptions of their
159 semantics.
160
161 @cindex _ opcode prefix
162 If an opcode name is prefixed with an underscore character (@samp{_}),
163 @command{@value{AS}} will not transform that instruction in any way.  The
164 underscore prefix disables both optimization (@pxref{Xtensa
165 Optimizations, ,Xtensa Optimizations}) and relaxation (@pxref{Xtensa
166 Relaxation, ,Xtensa Relaxation}) for that particular instruction.  Only
167 use the underscore prefix when it is essential to select the exact
168 opcode produced by the assembler.  Using this feature unnecessarily
169 makes the code less efficient by disabling assembler optimization and
170 less flexible by disabling relaxation.
171
172 Note that this special handling of underscore prefixes only applies to
173 Xtensa opcodes, not to either built-in macros or user-defined macros.
174 When an underscore prefix is used with a macro (e.g., @code{_MOV}), it
175 refers to a different macro.  The assembler generally provides built-in
176 macros both with and without the underscore prefix, where the underscore
177 versions behave as if the underscore carries through to the instructions
178 in the macros.  For example, @code{_MOV} may expand to @code{_MOV.N}@.
179
180 The underscore prefix only applies to individual instructions, not to
181 series of instructions.  For example, if a series of instructions have
182 underscore prefixes, the assembler will not transform the individual
183 instructions, but it may insert other instructions between them (e.g.,
184 to align a @code{LOOP} instruction).  To prevent the assembler from
185 modifying a series of instructions as a whole, use the
186 @code{no-transform} directive.  @xref{Transform Directive, ,transform}.
187
188 @node Xtensa Registers
189 @subsection Register Names
190 @cindex Xtensa register names
191 @cindex register names, Xtensa
192 @cindex sp register
193
194 The assembly syntax for a register file entry is the ``short'' name for
195 a TIE register file followed by the index into that register file.  For
196 example, the general-purpose @code{AR} register file has a short name of
197 @code{a}, so these registers are named @code{a0}@dots{}@code{a15}.
198 As a special feature, @code{sp} is also supported as a synonym for
199 @code{a1}.  Additional registers may be added by processor configuration
200 options and by designer-defined TIE extensions.  An initial @samp{$}
201 character is optional in all register names.
202
203 @node Xtensa Optimizations
204 @section Xtensa Optimizations
205 @cindex optimizations
206
207 The optimizations currently supported by @command{@value{AS}} are
208 generation of density instructions where appropriate and automatic
209 branch target alignment.
210
211 @menu
212 * Density Instructions::        Using Density Instructions.
213 * Xtensa Automatic Alignment::  Automatic Instruction Alignment.
214 @end menu
215
216 @node Density Instructions
217 @subsection Using Density Instructions
218 @cindex density instructions
219
220 The Xtensa instruction set has a code density option that provides
221 16-bit versions of some of the most commonly used opcodes.  Use of these
222 opcodes can significantly reduce code size.  When possible, the
223 assembler automatically translates instructions from the core
224 Xtensa instruction set into equivalent instructions from the Xtensa code
225 density option.  This translation can be disabled by using underscore
226 prefixes (@pxref{Xtensa Opcodes, ,Opcode Names}), by using the
227 @samp{--no-transform} command-line option (@pxref{Xtensa Options, ,Command
228 Line Options}), or by using the @code{no-transform} directive
229 (@pxref{Transform Directive, ,transform}).
230
231 It is a good idea @emph{not} to use the density instructions directly.
232 The assembler will automatically select dense instructions where
233 possible.  If you later need to use an Xtensa processor without the code
234 density option, the same assembly code will then work without modification.
235
236 @node Xtensa Automatic Alignment
237 @subsection Automatic Instruction Alignment
238 @cindex alignment of @code{LOOP} instructions
239 @cindex alignment of @code{ENTRY} instructions
240 @cindex alignment of branch targets
241 @cindex @code{LOOP} instructions, alignment
242 @cindex @code{ENTRY} instructions, alignment
243 @cindex branch target alignment
244
245 The Xtensa assembler will automatically align certain instructions, both
246 to optimize performance and to satisfy architectural requirements.
247
248 As an optimization to improve performance, the assembler attempts to
249 align branch targets so they do not cross instruction fetch boundaries.
250 (Xtensa processors can be configured with either 32-bit or 64-bit
251 instruction fetch widths.)  An
252 instruction immediately following a call is treated as a branch target
253 in this context, because it will be the target of a return from the
254 call.  This alignment has the potential to reduce branch penalties at
255 some expense in code size.  The assembler will not attempt to align
256 labels with the prefixes @code{.Ln} and @code{.LM}, since these labels
257 are used for debugging information and are not typically branch targets.
258 This optimization is enabled by default.  You can disable it with the
259 @samp{--no-target-@-align} command-line option (@pxref{Xtensa Options,
260 ,Command Line Options}).
261
262 The target alignment optimization is done without adding instructions
263 that could increase the execution time of the program.  If there are
264 density instructions in the code preceding a target, the assembler can
265 change the target alignment by widening some of those instructions to
266 the equivalent 24-bit instructions.  Extra bytes of padding can be
267 inserted immediately following unconditional jump and return
268 instructions.
269 This approach is usually successful in aligning many, but not all,
270 branch targets.
271
272 The @code{LOOP} family of instructions must be aligned such that the
273 first instruction in the loop body does not cross an instruction fetch
274 boundary (e.g., with a 32-bit fetch width, a @code{LOOP} instruction
275 must be on either a 1 or 2 mod 4 byte boundary).  The assembler knows
276 about this restriction and inserts the minimal number of 2 or 3 byte
277 no-op instructions to satisfy it.  When no-op instructions are added,
278 any label immediately preceding the original loop will be moved in order
279 to refer to the loop instruction, not the newly generated no-op
280 instruction.  To preserve binary compatibility across processors with
281 different fetch widths, the assembler conservatively assumes a 32-bit
282 fetch width when aligning @code{LOOP} instructions (except if the first
283 instruction in the loop is a 64-bit instruction).
284
285 Similarly, the @code{ENTRY} instruction must be aligned on a 0 mod 4
286 byte boundary.  The assembler satisfies this requirement by inserting
287 zero bytes when required.  In addition, labels immediately preceding the
288 @code{ENTRY} instruction will be moved to the newly aligned instruction
289 location.
290
291 @node Xtensa Relaxation
292 @section Xtensa Relaxation
293 @cindex relaxation
294
295 When an instruction operand is outside the range allowed for that
296 particular instruction field, @command{@value{AS}} can transform the code
297 to use a functionally-equivalent instruction or sequence of
298 instructions.  This process is known as @dfn{relaxation}.  This is
299 typically done for branch instructions because the distance of the
300 branch targets is not known until assembly-time.  The Xtensa assembler
301 offers branch relaxation and also extends this concept to function
302 calls, @code{MOVI} instructions and other instructions with immediate
303 fields.
304
305 @menu
306 * Xtensa Branch Relaxation::        Relaxation of Branches.
307 * Xtensa Call Relaxation::          Relaxation of Function Calls.
308 * Xtensa Immediate Relaxation::     Relaxation of other Immediate Fields.
309 @end menu
310
311 @node Xtensa Branch Relaxation
312 @subsection Conditional Branch Relaxation
313 @cindex relaxation of branch instructions
314 @cindex branch instructions, relaxation
315
316 When the target of a branch is too far away from the branch itself,
317 i.e., when the offset from the branch to the target is too large to fit
318 in the immediate field of the branch instruction, it may be necessary to
319 replace the branch with a branch around a jump.  For example,
320
321 @smallexample
322     beqz    a2, L
323 @end smallexample
324
325 may result in:
326
327 @smallexample
328     bnez.n  a2, M
329     j L
330 M:
331 @end smallexample
332
333 (The @code{BNEZ.N} instruction would be used in this example only if the
334 density option is available.  Otherwise, @code{BNEZ} would be used.)
335
336 This relaxation works well because the unconditional jump instruction
337 has a much larger offset range than the various conditional branches.
338 However, an error will occur if a branch target is beyond the range of a
339 jump instruction.  @command{@value{AS}} cannot relax unconditional jumps.
340 Similarly, an error will occur if the original input contains an
341 unconditional jump to a target that is out of range.
342
343 Branch relaxation is enabled by default.  It can be disabled by using
344 underscore prefixes (@pxref{Xtensa Opcodes, ,Opcode Names}), the
345 @samp{--no-transform} command-line option (@pxref{Xtensa Options,
346 ,Command Line Options}), or the @code{no-transform} directive
347 (@pxref{Transform Directive, ,transform}).
348
349 @node Xtensa Call Relaxation
350 @subsection Function Call Relaxation
351 @cindex relaxation of call instructions
352 @cindex call instructions, relaxation
353
354 Function calls may require relaxation because the Xtensa immediate call
355 instructions (@code{CALL0}, @code{CALL4}, @code{CALL8} and
356 @code{CALL12}) provide a PC-relative offset of only 512 Kbytes in either
357 direction.  For larger programs, it may be necessary to use indirect
358 calls (@code{CALLX0}, @code{CALLX4}, @code{CALLX8} and @code{CALLX12})
359 where the target address is specified in a register.  The Xtensa
360 assembler can automatically relax immediate call instructions into
361 indirect call instructions.  This relaxation is done by loading the
362 address of the called function into the callee's return address register
363 and then using a @code{CALLX} instruction.  So, for example:
364
365 @smallexample
366     call8 func
367 @end smallexample
368
369 might be relaxed to:
370
371 @smallexample
372     .literal .L1, func
373     l32r    a8, .L1
374     callx8  a8
375 @end smallexample
376
377 Because the addresses of targets of function calls are not generally
378 known until link-time, the assembler must assume the worst and relax all
379 the calls to functions in other source files, not just those that really
380 will be out of range.  The linker can recognize calls that were
381 unnecessarily relaxed, and it will remove the overhead introduced by the
382 assembler for those cases where direct calls are sufficient.
383
384 Call relaxation is disabled by default because it can have a negative
385 effect on both code size and performance, although the linker can
386 usually eliminate the unnecessary overhead.  If a program is too large
387 and some of the calls are out of range, function call relaxation can be
388 enabled using the @samp{--longcalls} command-line option or the
389 @code{longcalls} directive (@pxref{Longcalls Directive, ,longcalls}).
390
391 @node Xtensa Immediate Relaxation
392 @subsection Other Immediate Field Relaxation
393 @cindex immediate fields, relaxation
394 @cindex relaxation of immediate fields
395
396 The assembler normally performs the following other relaxations.  They
397 can be disabled by using underscore prefixes (@pxref{Xtensa Opcodes,
398 ,Opcode Names}), the @samp{--no-transform} command-line option
399 (@pxref{Xtensa Options, ,Command Line Options}), or the
400 @code{no-transform} directive (@pxref{Transform Directive, ,transform}).
401
402 @cindex @code{MOVI} instructions, relaxation
403 @cindex relaxation of @code{MOVI} instructions
404 The @code{MOVI} machine instruction can only materialize values in the
405 range from -2048 to 2047.  Values outside this range are best
406 materialized with @code{L32R} instructions.  Thus:
407
408 @smallexample
409     movi a0, 100000
410 @end smallexample
411
412 is assembled into the following machine code:
413
414 @smallexample
415     .literal .L1, 100000
416     l32r a0, .L1
417 @end smallexample
418
419 @cindex @code{L8UI} instructions, relaxation
420 @cindex @code{L16SI} instructions, relaxation
421 @cindex @code{L16UI} instructions, relaxation
422 @cindex @code{L32I} instructions, relaxation
423 @cindex relaxation of @code{L8UI} instructions
424 @cindex relaxation of @code{L16SI} instructions
425 @cindex relaxation of @code{L16UI} instructions
426 @cindex relaxation of @code{L32I} instructions
427 The @code{L8UI} machine instruction can only be used with immediate
428 offsets in the range from 0 to 255. The @code{L16SI} and @code{L16UI}
429 machine instructions can only be used with offsets from 0 to 510.  The
430 @code{L32I} machine instruction can only be used with offsets from 0 to
431 1020.  A load offset outside these ranges can be materalized with
432 an @code{L32R} instruction if the destination register of the load
433 is different than the source address register.  For example:
434
435 @smallexample
436     l32i a1, a0, 2040
437 @end smallexample
438
439 is translated to:
440
441 @smallexample
442     .literal .L1, 2040
443     l32r a1, .L1
444     addi a1, a0, a1
445     l32i a1, a1, 0
446 @end smallexample
447
448 @noindent
449 If the load destination and source address register are the same, an
450 out-of-range offset causes an error.
451
452 @cindex @code{ADDI} instructions, relaxation
453 @cindex relaxation of @code{ADDI} instructions
454 The Xtensa @code{ADDI} instruction only allows immediate operands in the
455 range from -128 to 127.  There are a number of alternate instruction
456 sequences for the @code{ADDI} operation.  First, if the
457 immediate is 0, the @code{ADDI} will be turned into a @code{MOV.N}
458 instruction (or the equivalent @code{OR} instruction if the code density
459 option is not available).  If the @code{ADDI} immediate is outside of
460 the range -128 to 127, but inside the range -32896 to 32639, an
461 @code{ADDMI} instruction or @code{ADDMI}/@code{ADDI} sequence will be
462 used.  Finally, if the immediate is outside of this range and a free
463 register is available, an @code{L32R}/@code{ADD} sequence will be used
464 with a literal allocated from the literal pool.
465
466 For example:
467
468 @smallexample
469     addi    a5, a6, 0
470     addi    a5, a6, 512
471     addi    a5, a6, 513
472     addi    a5, a6, 50000
473 @end smallexample
474
475 is assembled into the following:
476
477 @smallexample
478     .literal .L1, 50000
479     mov.n   a5, a6
480     addmi   a5, a6, 0x200
481     addmi   a5, a6, 0x200
482     addi    a5, a5, 1
483     l32r    a5, .L1
484     add     a5, a6, a5
485 @end smallexample
486
487 @node Xtensa Directives
488 @section Directives
489 @cindex Xtensa directives
490 @cindex directives, Xtensa
491
492 The Xtensa assember supports a region-based directive syntax:
493
494 @smallexample
495     .begin @var{directive} [@var{options}]
496     @dots{}
497     .end @var{directive}
498 @end smallexample
499
500 All the Xtensa-specific directives that apply to a region of code use
501 this syntax.
502
503 The directive applies to code between the @code{.begin} and the
504 @code{.end}.  The state of the option after the @code{.end} reverts to
505 what it was before the @code{.begin}.
506 A nested @code{.begin}/@code{.end} region can further
507 change the state of the directive without having to be aware of its
508 outer state.  For example, consider:
509
510 @smallexample
511     .begin no-transform
512 L:  add a0, a1, a2
513     .begin transform
514 M:  add a0, a1, a2
515     .end transform
516 N:  add a0, a1, a2
517     .end no-transform
518 @end smallexample
519
520 The @code{ADD} opcodes at @code{L} and @code{N} in the outer
521 @code{no-transform} region both result in @code{ADD} machine instructions,
522 but the assembler selects an @code{ADD.N} instruction for the
523 @code{ADD} at @code{M} in the inner @code{transform} region.
524
525 The advantage of this style is that it works well inside macros which can
526 preserve the context of their callers.
527
528 The following directives are available:
529 @menu
530 * Schedule Directive::         Enable instruction scheduling.
531 * Longcalls Directive::        Use Indirect Calls for Greater Range.
532 * Transform Directive::        Disable All Assembler Transformations.
533 * Literal Directive::          Intermix Literals with Instructions.
534 * Literal Position Directive:: Specify Inline Literal Pool Locations.
535 * Literal Prefix Directive::   Specify Literal Section Name Prefix.
536 * Absolute Literals Directive:: Control PC-Relative vs. Absolute Literals.
537 @end menu
538
539 @node Schedule Directive
540 @subsection schedule
541 @cindex @code{schedule} directive
542 @cindex @code{no-schedule} directive
543
544 The @code{schedule} directive is recognized only for compatibility with
545 Tensilica's assembler.
546
547 @smallexample
548     .begin [no-]schedule
549     .end [no-]schedule
550 @end smallexample
551
552 This directive is ignored and has no effect on @command{@value{AS}}.
553
554 @node Longcalls Directive
555 @subsection longcalls
556 @cindex @code{longcalls} directive
557 @cindex @code{no-longcalls} directive
558
559 The @code{longcalls} directive enables or disables function call
560 relaxation.  @xref{Xtensa Call Relaxation, ,Function Call Relaxation}.
561
562 @smallexample
563     .begin [no-]longcalls
564     .end [no-]longcalls
565 @end smallexample
566
567 Call relaxation is disabled by default unless the @samp{--longcalls}
568 command-line option is specified.  The @code{longcalls} directive
569 overrides the default determined by the command-line options.
570
571 @node Transform Directive
572 @subsection transform
573 @cindex @code{transform} directive
574 @cindex @code{no-transform} directive
575
576 This directive enables or disables all assembler transformation,
577 including relaxation (@pxref{Xtensa Relaxation, ,Xtensa Relaxation}) and
578 optimization (@pxref{Xtensa Optimizations, ,Xtensa Optimizations}).
579
580 @smallexample
581     .begin [no-]transform
582     .end [no-]transform
583 @end smallexample
584
585 Transformations are enabled by default unless the @samp{--no-transform}
586 option is used.  The @code{transform} directive overrides the default
587 determined by the command-line options.  An underscore opcode prefix,
588 disabling transformation of that opcode, always takes precedence over
589 both directives and command-line flags.
590
591 @node Literal Directive
592 @subsection literal
593 @cindex @code{literal} directive
594
595 The @code{.literal} directive is used to define literal pool data, i.e., 
596 read-only 32-bit data accessed via @code{L32R} instructions.
597
598 @smallexample
599     .literal @var{label}, @var{value}[, @var{value}@dots{}]
600 @end smallexample
601
602 This directive is similar to the standard @code{.word} directive, except
603 that the actual location of the literal data is determined by the
604 assembler and linker, not by the position of the @code{.literal}
605 directive.  Using this directive gives the assembler freedom to locate
606 the literal data in the most appropriate place and possibly to combine
607 identical literals.  For example, the code:
608
609 @smallexample
610     entry sp, 40
611     .literal .L1, sym
612     l32r    a4, .L1
613 @end smallexample
614
615 can be used to load a pointer to the symbol @code{sym} into register
616 @code{a4}.  The value of @code{sym} will not be placed between the
617 @code{ENTRY} and @code{L32R} instructions; instead, the assembler puts
618 the data in a literal pool.
619
620 Literal pools for absolute mode @code{L32R} instructions
621 (@pxref{Absolute Literals Directive}) are placed in a separate
622 @code{.lit4} section.  By default literal pools for PC-relative mode
623 @code{L32R} instructions are placed in a separate @code{.literal}
624 section; however, when using the @samp{--text-@-section-@-literals}
625 option (@pxref{Xtensa Options, ,Command Line Options}), the literal
626 pools are placed in the current section.  These text section literal
627 pools are created automatically before @code{ENTRY} instructions and
628 manually after @samp{.literal_position} directives (@pxref{Literal
629 Position Directive, ,literal_position}).  If there are no preceding
630 @code{ENTRY} instructions, explicit @code{.literal_position} directives
631 must be used to place the text section literal pools; otherwise,
632 @command{@value{AS}} will report an error.
633
634 @node Literal Position Directive
635 @subsection literal_position
636 @cindex @code{literal_position} directive
637
638 When using @samp{--text-@-section-@-literals} to place literals inline
639 in the section being assembled, the @code{.literal_position} directive
640 can be used to mark a potential location for a literal pool.
641
642 @smallexample
643     .literal_position
644 @end smallexample
645
646 The @code{.literal_position} directive is ignored when the
647 @samp{--text-@-section-@-literals} option is not used or when
648 @code{L32R} instructions use the absolute addressing mode.
649
650 The assembler will automatically place text section literal pools 
651 before @code{ENTRY} instructions, so the @code{.literal_position}
652 directive is only needed to specify some other location for a literal
653 pool.  You may need to add an explicit jump instruction to skip over an
654 inline literal pool.
655
656 For example, an interrupt vector does not begin with an @code{ENTRY}
657 instruction so the assembler will be unable to automatically find a good
658 place to put a literal pool.  Moreover, the code for the interrupt
659 vector must be at a specific starting address, so the literal pool
660 cannot come before the start of the code.  The literal pool for the
661 vector must be explicitly positioned in the middle of the vector (before
662 any uses of the literals, due to the negative offsets used by
663 PC-relative @code{L32R} instructions).  The @code{.literal_position}
664 directive can be used to do this.  In the following code, the literal
665 for @samp{M} will automatically be aligned correctly and is placed after
666 the unconditional jump.
667
668 @smallexample
669     .global M
670 code_start:
671     j continue
672     .literal_position
673     .align 4
674 continue:
675     movi    a4, M
676 @end smallexample
677
678 @node Literal Prefix Directive
679 @subsection literal_prefix
680 @cindex @code{literal_prefix} directive
681
682 The @code{literal_prefix} directive allows you to specify different
683 sections to hold literals from different portions of an assembly file.
684 With this directive, a single assembly file can be used to generate code
685 into multiple sections, including literals generated by the assembler.
686
687 @smallexample
688     .begin literal_prefix [@var{name}]
689     .end literal_prefix
690 @end smallexample
691
692 By default the assembler places literal pools in sections separate from
693 the instructions, using the default literal section names of
694 @code{.literal} for PC-relative mode @code{L32R} instructions and
695 @code{.lit4} for absolute mode @code{L32R} instructions (@pxref{Absolute
696 Literals Directive}).  The @code{literal_prefix} directive causes
697 different literal sections to be used for the code inside the delimited
698 region.  The new literal sections are determined by including @var{name}
699 as a prefix to the default literal section names.  If the @var{name}
700 argument is omitted, the literal sections revert to the defaults.  This
701 directive has no effect when using the
702 @samp{--text-@-section-@-literals} option (@pxref{Xtensa Options,
703 ,Command Line Options}).
704
705 Except for two special cases, the assembler determines the new literal
706 sections by simply prepending @var{name} to the default section names,
707 resulting in @code{@var{name}.literal} and @code{@var{name}.lit4}
708 sections.  The @code{literal_prefix} directive is often used with the
709 name of the current text section as the prefix argument.  To facilitate
710 this usage, the assembler uses special case rules when it recognizes
711 @var{name} as a text section name.  First, if @var{name} ends with
712 @code{.text}, that suffix is not included in the literal section name.
713 For example, if @var{name} is @code{.iram0.text}, then the literal
714 sections will be @code{.iram0.literal} and @code{.iram0.lit4}.  Second,
715 if @var{name} begins with @code{.gnu.linkonce.t.}, then the literal
716 section names are formed by replacing the @code{.t} substring with
717 @code{.literal} and @code{.lit4}.  For example, if @var{name} is
718 @code{.gnu.linkonce.t.func}, the literal sections will be
719 @code{.gnu.linkonce.literal.func} and @code{.gnu.linkonce.lit4.func}.
720
721 @node Absolute Literals Directive
722 @subsection absolute-literals
723 @cindex @code{absolute-literals} directive
724 @cindex @code{no-absolute-literals} directive
725
726 The @code{absolute-@-literals} and @code{no-@-absolute-@-literals}
727 directives control the absolute vs.@: PC-relative mode for @code{L32R}
728 instructions.  These are relevant only for Xtensa configurations that
729 include the absolute addressing option for @code{L32R} instructions.
730
731 @smallexample
732     .begin [no-]absolute-literals
733     .end [no-]absolute-literals
734 @end smallexample
735
736 These directives do not change the @code{L32R} mode---they only cause
737 the assembler to emit the appropriate kind of relocation for @code{L32R}
738 instructions and to place the literal values in the appropriate section.
739 To change the @code{L32R} mode, the program must write the
740 @code{LITBASE} special register.  It is the programmer's responsibility
741 to keep track of the mode and indicate to the assembler which mode is
742 used in each region of code.
743
744 If the Xtensa configuration includes the absolute @code{L32R} addressing
745 option, the default is to assume absolute @code{L32R} addressing unless
746 the @samp{--no-@-absolute-@-literals} command-line option is specified.
747 Otherwise, the default is to assume PC-relative @code{L32R} addressing.
748 The @code{absolute-@-literals} directive can then be used to override
749 the default determined by the command-line options.
750
751 @c Local Variables:
752 @c fill-column: 72
753 @c End: