Merge branch 'vendor/LIBEDIT'
[dragonfly.git] / contrib / binutils-2.25 / gas / doc / c-arm.texi
1 @c Copyright (C) 1996-2014 Free Software Foundation, Inc.
2 @c This is part of the GAS manual.
3 @c For copying conditions, see the file as.texinfo.
4
5 @ifset GENERIC
6 @page
7 @node ARM-Dependent
8 @chapter ARM Dependent Features
9 @end ifset
10
11 @ifclear GENERIC
12 @node Machine Dependencies
13 @chapter ARM Dependent Features
14 @end ifclear
15
16 @cindex ARM support
17 @cindex Thumb support
18 @menu
19 * ARM Options::              Options
20 * ARM Syntax::               Syntax
21 * ARM Floating Point::       Floating Point
22 * ARM Directives::           ARM Machine Directives
23 * ARM Opcodes::              Opcodes
24 * ARM Mapping Symbols::      Mapping Symbols
25 * ARM Unwinding Tutorial::   Unwinding
26 @end menu
27
28 @node ARM Options
29 @section Options
30 @cindex ARM options (none)
31 @cindex options for ARM (none)
32
33 @table @code
34
35 @cindex @code{-mcpu=} command line option, ARM
36 @item -mcpu=@var{processor}[+@var{extension}@dots{}]
37 This option specifies the target processor.  The assembler will issue an
38 error message if an attempt is made to assemble an instruction which
39 will not execute on the target processor.  The following processor names are
40 recognized:
41 @code{arm1},
42 @code{arm2},
43 @code{arm250},
44 @code{arm3},
45 @code{arm6},
46 @code{arm60},
47 @code{arm600},
48 @code{arm610},
49 @code{arm620},
50 @code{arm7},
51 @code{arm7m},
52 @code{arm7d},
53 @code{arm7dm},
54 @code{arm7di},
55 @code{arm7dmi},
56 @code{arm70},
57 @code{arm700},
58 @code{arm700i},
59 @code{arm710},
60 @code{arm710t},
61 @code{arm720},
62 @code{arm720t},
63 @code{arm740t},
64 @code{arm710c},
65 @code{arm7100},
66 @code{arm7500},
67 @code{arm7500fe},
68 @code{arm7t},
69 @code{arm7tdmi},
70 @code{arm7tdmi-s},
71 @code{arm8},
72 @code{arm810},
73 @code{strongarm},
74 @code{strongarm1},
75 @code{strongarm110},
76 @code{strongarm1100},
77 @code{strongarm1110},
78 @code{arm9},
79 @code{arm920},
80 @code{arm920t},
81 @code{arm922t},
82 @code{arm940t},
83 @code{arm9tdmi},
84 @code{fa526} (Faraday FA526 processor),
85 @code{fa626} (Faraday FA626 processor),
86 @code{arm9e},
87 @code{arm926e},
88 @code{arm926ej-s},
89 @code{arm946e-r0},
90 @code{arm946e},
91 @code{arm946e-s},
92 @code{arm966e-r0},
93 @code{arm966e},
94 @code{arm966e-s},
95 @code{arm968e-s},
96 @code{arm10t},
97 @code{arm10tdmi},
98 @code{arm10e},
99 @code{arm1020},
100 @code{arm1020t},
101 @code{arm1020e},
102 @code{arm1022e},
103 @code{arm1026ej-s},
104 @code{fa606te} (Faraday FA606TE processor),
105 @code{fa616te} (Faraday FA616TE processor),
106 @code{fa626te} (Faraday FA626TE processor),
107 @code{fmp626} (Faraday FMP626 processor),
108 @code{fa726te} (Faraday FA726TE processor),
109 @code{arm1136j-s},
110 @code{arm1136jf-s},
111 @code{arm1156t2-s},
112 @code{arm1156t2f-s},
113 @code{arm1176jz-s},
114 @code{arm1176jzf-s},
115 @code{mpcore},
116 @code{mpcorenovfp},
117 @code{cortex-a5},
118 @code{cortex-a7},
119 @code{cortex-a8},
120 @code{cortex-a9},
121 @code{cortex-a15},
122 @code{cortex-r4},
123 @code{cortex-r4f},
124 @code{cortex-r5},
125 @code{cortex-r7},
126 @code{cortex-m4},
127 @code{cortex-m3},
128 @code{cortex-m1},
129 @code{cortex-m0},
130 @code{cortex-m0plus},
131 @code{ep9312} (ARM920 with Cirrus Maverick coprocessor),
132 @code{i80200} (Intel XScale processor)
133 @code{iwmmxt} (Intel(r) XScale processor with Wireless MMX(tm) technology coprocessor)
134 and
135 @code{xscale}.
136 The special name @code{all} may be used to allow the
137 assembler to accept instructions valid for any ARM processor.
138
139 In addition to the basic instruction set, the assembler can be told to
140 accept various extension mnemonics that extend the processor using the
141 co-processor instruction space.  For example, @code{-mcpu=arm920+maverick}
142 is equivalent to specifying @code{-mcpu=ep9312}.
143
144 Multiple extensions may be specified, separated by a @code{+}.  The
145 extensions should be specified in ascending alphabetical order.
146
147 Some extensions may be restricted to particular architectures; this is
148 documented in the list of extensions below.
149
150 Extension mnemonics may also be removed from those the assembler accepts.
151 This is done be prepending @code{no} to the option that adds the extension.
152 Extensions that are removed should be listed after all extensions which have
153 been added, again in ascending alphabetical order.  For example,
154 @code{-mcpu=ep9312+nomaverick} is equivalent to specifying @code{-mcpu=arm920}.
155
156
157 The following extensions are currently supported:
158 @code{crypto} (Cryptography Extensions for v8-A architecture, implies @code{fp+simd}),
159 @code{fp} (Floating Point Extensions for v8-A architecture),
160 @code{idiv} (Integer Divide Extensions for v7-A and v7-R architectures),
161 @code{iwmmxt},
162 @code{iwmmxt2},
163 @code{maverick},
164 @code{mp} (Multiprocessing Extensions for v7-A and v7-R architectures),
165 @code{os} (Operating System for v6M architecture),
166 @code{sec} (Security Extensions for v6K and v7-A architectures),
167 @code{simd} (Advanced SIMD Extensions for v8-A architecture, implies @code{fp}),
168 @code{virt} (Virtualization Extensions for v7-A architecture, implies
169 @code{idiv}),
170 and
171 @code{xscale}.
172
173 @cindex @code{-march=} command line option, ARM
174 @item -march=@var{architecture}[+@var{extension}@dots{}]
175 This option specifies the target architecture.  The assembler will issue
176 an error message if an attempt is made to assemble an instruction which
177 will not execute on the target architecture.  The following architecture
178 names are recognized:
179 @code{armv1},
180 @code{armv2},
181 @code{armv2a},
182 @code{armv2s},
183 @code{armv3},
184 @code{armv3m},
185 @code{armv4},
186 @code{armv4xm},
187 @code{armv4t},
188 @code{armv4txm},
189 @code{armv5},
190 @code{armv5t},
191 @code{armv5txm},
192 @code{armv5te},
193 @code{armv5texp},
194 @code{armv6},
195 @code{armv6j},
196 @code{armv6k},
197 @code{armv6z},
198 @code{armv6zk},
199 @code{armv6-m},
200 @code{armv6s-m},
201 @code{armv7},
202 @code{armv7-a},
203 @code{armv7ve},
204 @code{armv7-r},
205 @code{armv7-m},
206 @code{armv7e-m},
207 @code{armv8-a},
208 @code{iwmmxt}
209 and
210 @code{xscale}.
211 If both @code{-mcpu} and
212 @code{-march} are specified, the assembler will use
213 the setting for @code{-mcpu}.
214
215 The architecture option can be extended with the same instruction set
216 extension options as the @code{-mcpu} option.
217
218 @cindex @code{-mfpu=} command line option, ARM
219 @item -mfpu=@var{floating-point-format}
220
221 This option specifies the floating point format to assemble for.  The
222 assembler will issue an error message if an attempt is made to assemble
223 an instruction which will not execute on the target floating point unit.
224 The following format options are recognized:
225 @code{softfpa},
226 @code{fpe},
227 @code{fpe2},
228 @code{fpe3},
229 @code{fpa},
230 @code{fpa10},
231 @code{fpa11},
232 @code{arm7500fe},
233 @code{softvfp},
234 @code{softvfp+vfp},
235 @code{vfp},
236 @code{vfp10},
237 @code{vfp10-r0},
238 @code{vfp9},
239 @code{vfpxd},
240 @code{vfpv2},
241 @code{vfpv3},
242 @code{vfpv3-fp16},
243 @code{vfpv3-d16},
244 @code{vfpv3-d16-fp16},
245 @code{vfpv3xd},
246 @code{vfpv3xd-d16},
247 @code{vfpv4},
248 @code{vfpv4-d16},
249 @code{fpv4-sp-d16},
250 @code{fp-armv8},
251 @code{arm1020t},
252 @code{arm1020e},
253 @code{arm1136jf-s},
254 @code{maverick},
255 @code{neon},
256 @code{neon-vfpv4},
257 @code{neon-fp-armv8},
258 and
259 @code{crypto-neon-fp-armv8}.
260
261 In addition to determining which instructions are assembled, this option
262 also affects the way in which the @code{.double} assembler directive behaves
263 when assembling little-endian code.
264
265 The default is dependent on the processor selected.  For Architecture 5 or
266 later, the default is to assembler for VFP instructions; for earlier
267 architectures the default is to assemble for FPA instructions.
268
269 @cindex @code{-mthumb} command line option, ARM
270 @item -mthumb
271 This option specifies that the assembler should start assembling Thumb
272 instructions; that is, it should behave as though the file starts with a
273 @code{.code 16} directive.
274
275 @cindex @code{-mthumb-interwork} command line option, ARM
276 @item -mthumb-interwork
277 This option specifies that the output generated by the assembler should
278 be marked as supporting interworking.
279
280 @cindex @code{-mimplicit-it} command line option, ARM
281 @item -mimplicit-it=never
282 @itemx -mimplicit-it=always
283 @itemx -mimplicit-it=arm
284 @itemx -mimplicit-it=thumb
285 The @code{-mimplicit-it} option controls the behavior of the assembler when
286 conditional instructions are not enclosed in IT blocks.
287 There are four possible behaviors.
288 If @code{never} is specified, such constructs cause a warning in ARM
289 code and an error in Thumb-2 code.
290 If @code{always} is specified, such constructs are accepted in both
291 ARM and Thumb-2 code, where the IT instruction is added implicitly.
292 If @code{arm} is specified, such constructs are accepted in ARM code
293 and cause an error in Thumb-2 code.
294 If @code{thumb} is specified, such constructs cause a warning in ARM
295 code and are accepted in Thumb-2 code.  If you omit this option, the
296 behavior is equivalent to @code{-mimplicit-it=arm}.
297
298 @cindex @code{-mapcs-26} command line option, ARM
299 @cindex @code{-mapcs-32} command line option, ARM
300 @item -mapcs-26
301 @itemx -mapcs-32
302 These options specify that the output generated by the assembler should
303 be marked as supporting the indicated version of the Arm Procedure.
304 Calling Standard.
305
306 @cindex @code{-matpcs} command line option, ARM
307 @item -matpcs
308 This option specifies that the output generated by the assembler should
309 be marked as supporting the Arm/Thumb Procedure Calling Standard.  If
310 enabled this option will cause the assembler to create an empty
311 debugging section in the object file called .arm.atpcs.  Debuggers can
312 use this to determine the ABI being used by.
313
314 @cindex @code{-mapcs-float} command line option, ARM
315 @item -mapcs-float
316 This indicates the floating point variant of the APCS should be
317 used.  In this variant floating point arguments are passed in FP
318 registers rather than integer registers.
319
320 @cindex @code{-mapcs-reentrant} command line option, ARM
321 @item -mapcs-reentrant
322 This indicates that the reentrant variant of the APCS should be used.
323 This variant supports position independent code.
324
325 @cindex @code{-mfloat-abi=} command line option, ARM
326 @item -mfloat-abi=@var{abi}
327 This option specifies that the output generated by the assembler should be
328 marked as using specified floating point ABI.
329 The following values are recognized:
330 @code{soft},
331 @code{softfp}
332 and
333 @code{hard}.
334
335 @cindex @code{-eabi=} command line option, ARM
336 @item -meabi=@var{ver}
337 This option specifies which EABI version the produced object files should
338 conform to.
339 The following values are recognized:
340 @code{gnu},
341 @code{4}
342 and
343 @code{5}.
344
345 @cindex @code{-EB} command line option, ARM
346 @item -EB
347 This option specifies that the output generated by the assembler should
348 be marked as being encoded for a big-endian processor.
349
350 @cindex @code{-EL} command line option, ARM
351 @item -EL
352 This option specifies that the output generated by the assembler should
353 be marked as being encoded for a little-endian processor.
354
355 @cindex @code{-k} command line option, ARM
356 @cindex PIC code generation for ARM
357 @item -k
358 This option specifies that the output of the assembler should be marked
359 as position-independent code (PIC).
360
361 @cindex @code{--fix-v4bx} command line option, ARM
362 @item --fix-v4bx
363 Allow @code{BX} instructions in ARMv4 code.  This is intended for use with
364 the linker option of the same name.
365
366 @cindex @code{-mwarn-deprecated} command line option, ARM
367 @item -mwarn-deprecated
368 @itemx -mno-warn-deprecated
369 Enable or disable warnings about using deprecated options or
370 features.  The default is to warn.
371
372 @cindex @code{-mccs} command line option, ARM
373 @item -mccs
374 Turns on CodeComposer Studio assembly syntax compatibility mode.
375
376 @end table
377
378
379 @node ARM Syntax
380 @section Syntax
381 @menu
382 * ARM-Instruction-Set::      Instruction Set
383 * ARM-Chars::                Special Characters
384 * ARM-Regs::                 Register Names
385 * ARM-Relocations::          Relocations
386 * ARM-Neon-Alignment::       NEON Alignment Specifiers
387 @end menu
388
389 @node ARM-Instruction-Set
390 @subsection Instruction Set Syntax
391 Two slightly different syntaxes are support for ARM and THUMB
392 instructions.  The default, @code{divided}, uses the old style where
393 ARM and THUMB instructions had their own, separate syntaxes.  The new,
394 @code{unified} syntax, which can be selected via the @code{.syntax}
395 directive, and has the following main features:
396
397 @itemize @bullet
398 @item
399 Immediate operands do not require a @code{#} prefix.
400
401 @item
402 The @code{IT} instruction may appear, and if it does it is validated
403 against subsequent conditional affixes.  In ARM mode it does not
404 generate machine code, in THUMB mode it does.
405
406 @item
407 For ARM instructions the conditional affixes always appear at the end
408 of the instruction.  For THUMB instructions conditional affixes can be
409 used, but only inside the scope of an @code{IT} instruction.
410
411 @item
412 All of the instructions new to the V6T2 architecture (and later) are
413 available.  (Only a few such instructions can be written in the
414 @code{divided} syntax).
415
416 @item
417 The @code{.N} and @code{.W} suffixes are recognized and honored.
418
419 @item
420 All instructions set the flags if and only if they have an @code{s}
421 affix.
422 @end itemize
423
424 @node ARM-Chars
425 @subsection Special Characters
426
427 @cindex line comment character, ARM
428 @cindex ARM line comment character
429 The presence of a @samp{@@} anywhere on a line indicates the start of
430 a comment that extends to the end of that line.
431
432 If a @samp{#} appears as the first character of a line then the whole
433 line is treated as a comment, but in this case the line could also be
434 a logical line number directive (@pxref{Comments}) or a preprocessor
435 control command (@pxref{Preprocessing}).
436
437 @cindex line separator, ARM
438 @cindex statement separator, ARM
439 @cindex ARM line separator
440 The @samp{;} character can be used instead of a newline to separate
441 statements.
442
443 @cindex immediate character, ARM
444 @cindex ARM immediate character
445 Either @samp{#} or @samp{$} can be used to indicate immediate operands.
446
447 @cindex identifiers, ARM
448 @cindex ARM identifiers
449 *TODO* Explain about /data modifier on symbols.
450
451 @node ARM-Regs
452 @subsection Register Names
453
454 @cindex ARM register names
455 @cindex register names, ARM
456 *TODO* Explain about ARM register naming, and the predefined names.
457
458 @node ARM-Relocations
459 @subsection ARM relocation generation
460
461 @cindex data relocations, ARM
462 @cindex ARM data relocations
463 Specific data relocations can be generated by putting the relocation name
464 in parentheses after the symbol name.  For example:
465
466 @smallexample
467         .word foo(TARGET1)
468 @end smallexample
469
470 This will generate an @samp{R_ARM_TARGET1} relocation against the symbol
471 @var{foo}.
472 The following relocations are supported:
473 @code{GOT},
474 @code{GOTOFF},
475 @code{TARGET1},
476 @code{TARGET2},
477 @code{SBREL},
478 @code{TLSGD},
479 @code{TLSLDM},
480 @code{TLSLDO},
481 @code{TLSDESC},
482 @code{TLSCALL},
483 @code{GOTTPOFF},
484 @code{GOT_PREL}
485 and
486 @code{TPOFF}.
487
488 For compatibility with older toolchains the assembler also accepts
489 @code{(PLT)} after branch targets.  On legacy targets this will
490 generate the deprecated @samp{R_ARM_PLT32} relocation.  On EABI
491 targets it will encode either the @samp{R_ARM_CALL} or
492 @samp{R_ARM_JUMP24} relocation, as appropriate.
493
494 @cindex MOVW and MOVT relocations, ARM
495 Relocations for @samp{MOVW} and @samp{MOVT} instructions can be generated
496 by prefixing the value with @samp{#:lower16:} and @samp{#:upper16}
497 respectively.  For example to load the 32-bit address of foo into r0:
498
499 @smallexample
500         MOVW r0, #:lower16:foo
501         MOVT r0, #:upper16:foo
502 @end smallexample
503
504 @node ARM-Neon-Alignment
505 @subsection NEON Alignment Specifiers
506
507 @cindex alignment for NEON instructions
508 Some NEON load/store instructions allow an optional address
509 alignment qualifier.
510 The ARM documentation specifies that this is indicated by
511 @samp{@@ @var{align}}. However GAS already interprets
512 the @samp{@@} character as a "line comment" start,
513 so @samp{: @var{align}} is used instead.  For example:
514
515 @smallexample
516         vld1.8 @{q0@}, [r0, :128]
517 @end smallexample
518
519 @node ARM Floating Point
520 @section Floating Point
521
522 @cindex floating point, ARM (@sc{ieee})
523 @cindex ARM floating point (@sc{ieee})
524 The ARM family uses @sc{ieee} floating-point numbers.
525
526 @node ARM Directives
527 @section ARM Machine Directives
528
529 @cindex machine directives, ARM
530 @cindex ARM machine directives
531 @table @code
532
533 @c AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
534
535 @cindex @code{.2byte} directive, ARM
536 @cindex @code{.4byte} directive, ARM
537 @cindex @code{.8byte} directive, ARM
538 @item .2byte @var{expression} [, @var{expression}]*
539 @itemx .4byte @var{expression} [, @var{expression}]*
540 @itemx .8byte @var{expression} [, @var{expression}]*
541 These directives write 2, 4 or 8 byte values to the output section.
542
543 @cindex @code{.align} directive, ARM
544 @item .align @var{expression} [, @var{expression}]
545 This is the generic @var{.align} directive.  For the ARM however if the
546 first argument is zero (ie no alignment is needed) the assembler will
547 behave as if the argument had been 2 (ie pad to the next four byte
548 boundary).  This is for compatibility with ARM's own assembler.
549
550 @cindex @code{.arch} directive, ARM
551 @item .arch @var{name}
552 Select the target architecture.  Valid values for @var{name} are the same as
553 for the @option{-march} commandline option.
554
555 Specifying @code{.arch} clears any previously selected architecture
556 extensions.
557
558 @cindex @code{.arch_extension} directive, ARM
559 @item .arch_extension @var{name}
560 Add or remove an architecture extension to the target architecture.  Valid
561 values for @var{name} are the same as those accepted as architectural
562 extensions by the @option{-mcpu} commandline option.
563
564 @code{.arch_extension} may be used multiple times to add or remove extensions
565 incrementally to the architecture being compiled for.
566
567 @cindex @code{.arm} directive, ARM
568 @item .arm
569 This performs the same action as @var{.code 32}.
570
571 @c BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
572
573 @cindex @code{.bss} directive, ARM
574 @item .bss
575 This directive switches to the @code{.bss} section.
576
577 @c CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
578
579 @cindex @code{.cantunwind} directive, ARM
580 @item .cantunwind
581 Prevents unwinding through the current function.  No personality routine
582 or exception table data is required or permitted.
583
584 @cindex @code{.code} directive, ARM
585 @item .code @code{[16|32]}
586 This directive selects the instruction set being generated. The value 16
587 selects Thumb, with the value 32 selecting ARM.
588
589 @cindex @code{.cpu} directive, ARM
590 @item .cpu @var{name}
591 Select the target processor.  Valid values for @var{name} are the same as
592 for the @option{-mcpu} commandline option.
593
594 Specifying @code{.cpu} clears any previously selected architecture
595 extensions.
596
597 @c DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
598
599 @cindex @code{.dn} and @code{.qn} directives, ARM
600 @item @var{name} .dn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
601 @itemx @var{name} .qn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
602
603 The @code{dn} and @code{qn} directives are used to create typed
604 and/or indexed register aliases for use in Advanced SIMD Extension
605 (Neon) instructions.  The former should be used to create aliases
606 of double-precision registers, and the latter to create aliases of
607 quad-precision registers.
608
609 If these directives are used to create typed aliases, those aliases can
610 be used in Neon instructions instead of writing types after the mnemonic
611 or after each operand.  For example:
612
613 @smallexample
614         x .dn d2.f32
615         y .dn d3.f32
616         z .dn d4.f32[1]
617         vmul x,y,z
618 @end smallexample
619
620 This is equivalent to writing the following:
621
622 @smallexample
623         vmul.f32 d2,d3,d4[1]
624 @end smallexample
625
626 Aliases created using @code{dn} or @code{qn} can be destroyed using
627 @code{unreq}.
628
629 @c EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE
630
631 @cindex @code{.eabi_attribute} directive, ARM
632 @item .eabi_attribute @var{tag}, @var{value}
633 Set the EABI object attribute @var{tag} to @var{value}.
634
635 The @var{tag} is either an attribute number, or one of the following:
636 @code{Tag_CPU_raw_name}, @code{Tag_CPU_name}, @code{Tag_CPU_arch},
637 @code{Tag_CPU_arch_profile}, @code{Tag_ARM_ISA_use},
638 @code{Tag_THUMB_ISA_use}, @code{Tag_FP_arch}, @code{Tag_WMMX_arch},
639 @code{Tag_Advanced_SIMD_arch}, @code{Tag_PCS_config},
640 @code{Tag_ABI_PCS_R9_use}, @code{Tag_ABI_PCS_RW_data},
641 @code{Tag_ABI_PCS_RO_data}, @code{Tag_ABI_PCS_GOT_use},
642 @code{Tag_ABI_PCS_wchar_t}, @code{Tag_ABI_FP_rounding},
643 @code{Tag_ABI_FP_denormal}, @code{Tag_ABI_FP_exceptions},
644 @code{Tag_ABI_FP_user_exceptions}, @code{Tag_ABI_FP_number_model},
645 @code{Tag_ABI_align_needed}, @code{Tag_ABI_align_preserved},
646 @code{Tag_ABI_enum_size}, @code{Tag_ABI_HardFP_use},
647 @code{Tag_ABI_VFP_args}, @code{Tag_ABI_WMMX_args},
648 @code{Tag_ABI_optimization_goals}, @code{Tag_ABI_FP_optimization_goals},
649 @code{Tag_compatibility}, @code{Tag_CPU_unaligned_access},
650 @code{Tag_FP_HP_extension}, @code{Tag_ABI_FP_16bit_format},
651 @code{Tag_MPextension_use}, @code{Tag_DIV_use},
652 @code{Tag_nodefaults}, @code{Tag_also_compatible_with},
653 @code{Tag_conformance}, @code{Tag_T2EE_use},
654 @code{Tag_Virtualization_use}
655
656 The @var{value} is either a @code{number}, @code{"string"}, or
657 @code{number, "string"} depending on the tag.
658
659 Note - the following legacy values are also accepted by @var{tag}:
660 @code{Tag_VFP_arch}, @code{Tag_ABI_align8_needed},
661 @code{Tag_ABI_align8_preserved}, @code{Tag_VFP_HP_extension},
662
663 @cindex @code{.even} directive, ARM
664 @item .even
665 This directive aligns to an even-numbered address.
666
667 @cindex @code{.extend} directive, ARM
668 @cindex @code{.ldouble} directive, ARM
669 @item .extend  @var{expression} [, @var{expression}]*
670 @itemx .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
671 These directives write 12byte long double floating-point values to the
672 output section.  These are not compatible with current ARM processors
673 or ABIs.
674
675 @c FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
676
677 @anchor{arm_fnend}
678 @cindex @code{.fnend} directive, ARM
679 @item .fnend
680 Marks the end of a function with an unwind table entry.  The unwind index
681 table entry is created when this directive is processed.
682
683 If no personality routine has been specified then standard personality
684 routine 0 or 1 will be used, depending on the number of unwind opcodes
685 required.
686
687 @anchor{arm_fnstart}
688 @cindex @code{.fnstart} directive, ARM
689 @item .fnstart
690 Marks the start of a function with an unwind table entry.
691
692 @cindex @code{.force_thumb} directive, ARM
693 @item .force_thumb
694 This directive forces the selection of Thumb instructions, even if the
695 target processor does not support those instructions
696
697 @cindex @code{.fpu} directive, ARM
698 @item .fpu @var{name}
699 Select the floating-point unit to assemble for.  Valid values for @var{name}
700 are the same as for the @option{-mfpu} commandline option.
701
702 @c GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG
703 @c HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
704
705 @cindex @code{.handlerdata} directive, ARM
706 @item .handlerdata
707 Marks the end of the current function, and the start of the exception table
708 entry for that function.  Anything between this directive and the
709 @code{.fnend} directive will be added to the exception table entry.
710
711 Must be preceded by a @code{.personality} or @code{.personalityindex}
712 directive.
713
714 @c IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
715
716 @cindex @code{.inst} directive, ARM
717 @item .inst @var{opcode} [ , @dots{} ]
718 @itemx .inst.n @var{opcode} [ , @dots{} ]
719 @itemx .inst.w @var{opcode} [ , @dots{} ]
720 Generates the instruction corresponding to the numerical value @var{opcode}.
721 @code{.inst.n} and @code{.inst.w} allow the Thumb instruction size to be
722 specified explicitly, overriding the normal encoding rules.
723
724 @c JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ
725 @c KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK
726 @c LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL
727
728 @item .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
729 See @code{.extend}.
730
731 @cindex @code{.ltorg} directive, ARM
732 @item .ltorg
733 This directive causes the current contents of the literal pool to be
734 dumped into the current section (which is assumed to be the .text
735 section) at the current location (aligned to a word boundary).
736 @code{GAS} maintains a separate literal pool for each section and each
737 sub-section.  The @code{.ltorg} directive will only affect the literal
738 pool of the current section and sub-section.  At the end of assembly
739 all remaining, un-empty literal pools will automatically be dumped.
740
741 Note - older versions of @code{GAS} would dump the current literal
742 pool any time a section change occurred.  This is no longer done, since
743 it prevents accurate control of the placement of literal pools.
744
745 @c MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM
746
747 @cindex @code{.movsp} directive, ARM
748 @item .movsp @var{reg} [, #@var{offset}]
749 Tell the unwinder that @var{reg} contains an offset from the current
750 stack pointer.  If @var{offset} is not specified then it is assumed to be
751 zero.
752
753 @c NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN
754 @c OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
755
756 @cindex @code{.object_arch} directive, ARM
757 @item .object_arch @var{name}
758 Override the architecture recorded in the EABI object attribute section.
759 Valid values for @var{name} are the same as for the @code{.arch} directive.
760 Typically this is useful when code uses runtime detection of CPU features.
761
762 @c PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP
763
764 @cindex @code{.packed} directive, ARM
765 @item .packed  @var{expression} [, @var{expression}]*
766 This directive writes 12-byte packed floating-point values to the
767 output section.  These are not compatible with current ARM processors
768 or ABIs.
769
770 @anchor{arm_pad}
771 @cindex @code{.pad} directive, ARM
772 @item .pad #@var{count}
773 Generate unwinder annotations for a stack adjustment of @var{count} bytes.
774 A positive value indicates the function prologue allocated stack space by
775 decrementing the stack pointer.
776
777 @cindex @code{.personality} directive, ARM
778 @item .personality @var{name}
779 Sets the personality routine for the current function to @var{name}.
780
781 @cindex @code{.personalityindex} directive, ARM
782 @item .personalityindex @var{index}
783 Sets the personality routine for the current function to the EABI standard
784 routine number @var{index}
785
786 @cindex @code{.pool} directive, ARM
787 @item .pool
788 This is a synonym for .ltorg.
789
790 @c QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ
791 @c RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR
792
793 @cindex @code{.req} directive, ARM
794 @item @var{name} .req @var{register name}
795 This creates an alias for @var{register name} called @var{name}.  For
796 example:
797
798 @smallexample
799         foo .req r0
800 @end smallexample
801
802 @c SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
803
804 @anchor{arm_save}
805 @cindex @code{.save} directive, ARM
806 @item .save @var{reglist}
807 Generate unwinder annotations to restore the registers in @var{reglist}.
808 The format of @var{reglist} is the same as the corresponding store-multiple
809 instruction.
810
811 @smallexample
812 @exdent @emph{core registers}
813   .save @{r4, r5, r6, lr@}
814   stmfd sp!, @{r4, r5, r6, lr@}
815 @exdent @emph{FPA registers}
816   .save f4, 2
817   sfmfd f4, 2, [sp]!
818 @exdent @emph{VFP registers}
819   .save @{d8, d9, d10@}
820   fstmdx sp!, @{d8, d9, d10@}
821 @exdent @emph{iWMMXt registers}
822   .save @{wr10, wr11@}
823   wstrd wr11, [sp, #-8]!
824   wstrd wr10, [sp, #-8]!
825 or
826   .save wr11
827   wstrd wr11, [sp, #-8]!
828   .save wr10
829   wstrd wr10, [sp, #-8]!
830 @end smallexample
831
832 @anchor{arm_setfp}
833 @cindex @code{.setfp} directive, ARM
834 @item .setfp @var{fpreg}, @var{spreg} [, #@var{offset}]
835 Make all unwinder annotations relative to a frame pointer.  Without this
836 the unwinder will use offsets from the stack pointer.
837
838 The syntax of this directive is the same as the @code{add} or @code{mov}
839 instruction used to set the frame pointer.  @var{spreg} must be either
840 @code{sp} or mentioned in a previous @code{.movsp} directive.
841
842 @smallexample
843 .movsp ip
844 mov ip, sp
845 @dots{}
846 .setfp fp, ip, #4
847 add fp, ip, #4
848 @end smallexample
849
850 @cindex @code{.secrel32} directive, ARM
851 @item .secrel32 @var{expression} [, @var{expression}]*
852 This directive emits relocations that evaluate to the section-relative
853 offset of each expression's symbol.  This directive is only supported
854 for PE targets.
855
856 @cindex @code{.syntax} directive, ARM
857 @item .syntax [@code{unified} | @code{divided}]
858 This directive sets the Instruction Set Syntax as described in the
859 @ref{ARM-Instruction-Set} section.
860
861 @c TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
862
863 @cindex @code{.thumb} directive, ARM
864 @item .thumb
865 This performs the same action as @var{.code 16}.
866
867 @cindex @code{.thumb_func} directive, ARM
868 @item .thumb_func
869 This directive specifies that the following symbol is the name of a
870 Thumb encoded function.  This information is necessary in order to allow
871 the assembler and linker to generate correct code for interworking
872 between Arm and Thumb instructions and should be used even if
873 interworking is not going to be performed.  The presence of this
874 directive also implies @code{.thumb}
875
876 This directive is not neccessary when generating EABI objects.  On these
877 targets the encoding is implicit when generating Thumb code.
878
879 @cindex @code{.thumb_set} directive, ARM
880 @item .thumb_set
881 This performs the equivalent of a @code{.set} directive in that it
882 creates a symbol which is an alias for another symbol (possibly not yet
883 defined).  This directive also has the added property in that it marks
884 the aliased symbol as being a thumb function entry point, in the same
885 way that the @code{.thumb_func} directive does.
886
887 @cindex @code{.tlsdescseq} directive, ARM
888 @item .tlsdescseq @var{tls-variable}
889 This directive is used to annotate parts of an inlined TLS descriptor
890 trampoline.  Normally the trampoline is provided by the linker, and
891 this directive is not needed.
892
893 @c UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU
894
895 @cindex @code{.unreq} directive, ARM
896 @item .unreq @var{alias-name}
897 This undefines a register alias which was previously defined using the
898 @code{req}, @code{dn} or @code{qn} directives.  For example:
899
900 @smallexample
901         foo .req r0
902         .unreq foo
903 @end smallexample
904
905 An error occurs if the name is undefined.  Note - this pseudo op can
906 be used to delete builtin in register name aliases (eg 'r0').  This
907 should only be done if it is really necessary.
908
909 @cindex @code{.unwind_raw} directive, ARM
910 @item .unwind_raw @var{offset}, @var{byte1}, @dots{}
911 Insert one of more arbitary unwind opcode bytes, which are known to adjust
912 the stack pointer by @var{offset} bytes.
913
914 For example @code{.unwind_raw 4, 0xb1, 0x01} is equivalent to
915 @code{.save @{r0@}}
916
917 @c VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV
918
919 @cindex @code{.vsave} directive, ARM
920 @item .vsave @var{vfp-reglist}
921 Generate unwinder annotations to restore the VFP registers in @var{vfp-reglist}
922 using FLDMD.  Also works for VFPv3 registers
923 that are to be restored using VLDM.
924 The format of @var{vfp-reglist} is the same as the corresponding store-multiple
925 instruction.
926
927 @smallexample
928 @exdent @emph{VFP registers}
929   .vsave @{d8, d9, d10@}
930   fstmdd sp!, @{d8, d9, d10@}
931 @exdent @emph{VFPv3 registers}
932   .vsave @{d15, d16, d17@}
933   vstm sp!, @{d15, d16, d17@}
934 @end smallexample
935
936 Since FLDMX and FSTMX are now deprecated, this directive should be
937 used in favour of @code{.save} for saving VFP registers for ARMv6 and above.
938
939 @c WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
940 @c XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
941 @c YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY
942 @c ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ
943
944 @end table
945
946 @node ARM Opcodes
947 @section Opcodes
948
949 @cindex ARM opcodes
950 @cindex opcodes for ARM
951 @code{@value{AS}} implements all the standard ARM opcodes.  It also
952 implements several pseudo opcodes, including several synthetic load
953 instructions.
954
955 @table @code
956
957 @cindex @code{NOP} pseudo op, ARM
958 @item NOP
959 @smallexample
960   nop
961 @end smallexample
962
963 This pseudo op will always evaluate to a legal ARM instruction that does
964 nothing.  Currently it will evaluate to MOV r0, r0.
965
966 @cindex @code{LDR reg,=<label>} pseudo op, ARM
967 @item LDR
968 @smallexample
969   ldr <register> , = <expression>
970 @end smallexample
971
972 If expression evaluates to a numeric constant then a MOV or MVN
973 instruction will be used in place of the LDR instruction, if the
974 constant can be generated by either of these instructions.  Otherwise
975 the constant will be placed into the nearest literal pool (if it not
976 already there) and a PC relative LDR instruction will be generated.
977
978 @cindex @code{ADR reg,<label>} pseudo op, ARM
979 @item ADR
980 @smallexample
981   adr <register> <label>
982 @end smallexample
983
984 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
985 register.  The instruction will evaluate to a PC relative ADD or SUB
986 instruction depending upon where the label is located.  If the label is
987 out of range, or if it is not defined in the same file (and section) as
988 the ADR instruction, then an error will be generated.  This instruction
989 will not make use of the literal pool.
990
991 @cindex @code{ADRL reg,<label>} pseudo op, ARM
992 @item ADRL
993 @smallexample
994   adrl <register> <label>
995 @end smallexample
996
997 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
998 register.  The instruction will evaluate to one or two PC relative ADD
999 or SUB instructions depending upon where the label is located.  If a
1000 second instruction is not needed a NOP instruction will be generated in
1001 its place, so that this instruction is always 8 bytes long.
1002
1003 If the label is out of range, or if it is not defined in the same file
1004 (and section) as the ADRL instruction, then an error will be generated.
1005 This instruction will not make use of the literal pool.
1006
1007 @end table
1008
1009 For information on the ARM or Thumb instruction sets, see @cite{ARM
1010 Software Development Toolkit Reference Manual}, Advanced RISC Machines
1011 Ltd.
1012
1013 @node ARM Mapping Symbols
1014 @section Mapping Symbols
1015
1016 The ARM ELF specification requires that special symbols be inserted
1017 into object files to mark certain features:
1018
1019 @table @code
1020
1021 @cindex @code{$a}
1022 @item $a
1023 At the start of a region of code containing ARM instructions.
1024
1025 @cindex @code{$t}
1026 @item $t
1027 At the start of a region of code containing THUMB instructions.
1028
1029 @cindex @code{$d}
1030 @item $d
1031 At the start of a region of data.
1032
1033 @end table
1034
1035 The assembler will automatically insert these symbols for you - there
1036 is no need to code them yourself.  Support for tagging symbols ($b,
1037 $f, $p and $m) which is also mentioned in the current ARM ELF
1038 specification is not implemented.  This is because they have been
1039 dropped from the new EABI and so tools cannot rely upon their
1040 presence.
1041
1042 @node ARM Unwinding Tutorial
1043 @section Unwinding
1044
1045 The ABI for the ARM Architecture specifies a standard format for
1046 exception unwind information.  This information is used when an
1047 exception is thrown to determine where control should be transferred.
1048 In particular, the unwind information is used to determine which
1049 function called the function that threw the exception, and which
1050 function called that one, and so forth.  This information is also used
1051 to restore the values of callee-saved registers in the function
1052 catching the exception.
1053
1054 If you are writing functions in assembly code, and those functions
1055 call other functions that throw exceptions, you must use assembly
1056 pseudo ops to ensure that appropriate exception unwind information is
1057 generated.  Otherwise, if one of the functions called by your assembly
1058 code throws an exception, the run-time library will be unable to
1059 unwind the stack through your assembly code and your program will not
1060 behave correctly.
1061
1062 To illustrate the use of these pseudo ops, we will examine the code
1063 that G++ generates for the following C++ input:
1064
1065 @verbatim
1066 void callee (int *);
1067
1068 int
1069 caller ()
1070 {
1071   int i;
1072   callee (&i);
1073   return i;
1074 }
1075 @end verbatim
1076
1077 This example does not show how to throw or catch an exception from
1078 assembly code.  That is a much more complex operation and should
1079 always be done in a high-level language, such as C++, that directly
1080 supports exceptions.
1081
1082 The code generated by one particular version of G++ when compiling the
1083 example above is:
1084
1085 @verbatim
1086 _Z6callerv:
1087         .fnstart
1088 .LFB2:
1089         @ Function supports interworking.
1090         @ args = 0, pretend = 0, frame = 8
1091         @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0
1092         stmfd   sp!, {fp, lr}
1093         .save {fp, lr}
1094 .LCFI0:
1095         .setfp fp, sp, #4
1096         add     fp, sp, #4
1097 .LCFI1:
1098         .pad #8
1099         sub     sp, sp, #8
1100 .LCFI2:
1101         sub     r3, fp, #8
1102         mov     r0, r3
1103         bl      _Z6calleePi
1104         ldr     r3, [fp, #-8]
1105         mov     r0, r3
1106         sub     sp, fp, #4
1107         ldmfd   sp!, {fp, lr}
1108         bx      lr
1109 .LFE2:
1110         .fnend
1111 @end verbatim
1112
1113 Of course, the sequence of instructions varies based on the options
1114 you pass to GCC and on the version of GCC in use.  The exact
1115 instructions are not important since we are focusing on the pseudo ops
1116 that are used to generate unwind information.
1117
1118 An important assumption made by the unwinder is that the stack frame
1119 does not change during the body of the function.  In particular, since
1120 we assume that the assembly code does not itself throw an exception,
1121 the only point where an exception can be thrown is from a call, such
1122 as the @code{bl} instruction above.  At each call site, the same saved
1123 registers (including @code{lr}, which indicates the return address)
1124 must be located in the same locations relative to the frame pointer.
1125
1126 The @code{.fnstart} (@pxref{arm_fnstart,,.fnstart pseudo op}) pseudo
1127 op appears immediately before the first instruction of the function
1128 while the @code{.fnend} (@pxref{arm_fnend,,.fnend pseudo op}) pseudo
1129 op appears immediately after the last instruction of the function.
1130 These pseudo ops specify the range of the function.
1131
1132 Only the order of the other pseudos ops (e.g., @code{.setfp} or
1133 @code{.pad}) matters; their exact locations are irrelevant.  In the
1134 example above, the compiler emits the pseudo ops with particular
1135 instructions.  That makes it easier to understand the code, but it is
1136 not required for correctness.  It would work just as well to emit all
1137 of the pseudo ops other than @code{.fnend} in the same order, but
1138 immediately after @code{.fnstart}.
1139
1140 The @code{.save} (@pxref{arm_save,,.save pseudo op}) pseudo op
1141 indicates registers that have been saved to the stack so that they can
1142 be restored before the function returns.  The argument to the
1143 @code{.save} pseudo op is a list of registers to save.  If a register
1144 is ``callee-saved'' (as specified by the ABI) and is modified by the
1145 function you are writing, then your code must save the value before it
1146 is modified and restore the original value before the function
1147 returns.  If an exception is thrown, the run-time library restores the
1148 values of these registers from their locations on the stack before
1149 returning control to the exception handler.  (Of course, if an
1150 exception is not thrown, the function that contains the @code{.save}
1151 pseudo op restores these registers in the function epilogue, as is
1152 done with the @code{ldmfd} instruction above.)
1153
1154 You do not have to save callee-saved registers at the very beginning
1155 of the function and you do not need to use the @code{.save} pseudo op
1156 immediately following the point at which the registers are saved.
1157 However, if you modify a callee-saved register, you must save it on
1158 the stack before modifying it and before calling any functions which
1159 might throw an exception.  And, you must use the @code{.save} pseudo
1160 op to indicate that you have done so.
1161
1162 The @code{.pad} (@pxref{arm_pad,,.pad}) pseudo op indicates a
1163 modification of the stack pointer that does not save any registers.
1164 The argument is the number of bytes (in decimal) that are subtracted
1165 from the stack pointer.  (On ARM CPUs, the stack grows downwards, so
1166 subtracting from the stack pointer increases the size of the stack.)
1167
1168 The @code{.setfp} (@pxref{arm_setfp,,.setfp pseudo op}) pseudo op
1169 indicates the register that contains the frame pointer.  The first
1170 argument is the register that is set, which is typically @code{fp}.
1171 The second argument indicates the register from which the frame
1172 pointer takes its value.  The third argument, if present, is the value
1173 (in decimal) added to the register specified by the second argument to
1174 compute the value of the frame pointer.  You should not modify the
1175 frame pointer in the body of the function.
1176
1177 If you do not use a frame pointer, then you should not use the
1178 @code{.setfp} pseudo op.  If you do not use a frame pointer, then you
1179 should avoid modifying the stack pointer outside of the function
1180 prologue.  Otherwise, the run-time library will be unable to find
1181 saved registers when it is unwinding the stack.
1182
1183 The pseudo ops described above are sufficient for writing assembly
1184 code that calls functions which may throw exceptions.  If you need to
1185 know more about the object-file format used to represent unwind
1186 information, you may consult the @cite{Exception Handling ABI for the
1187 ARM Architecture} available from @uref{http://infocenter.arm.com}.