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1 @c Copyright (C) 2002, 2003, 2004, 2005, 2006, 2007, 2008
2 @c Free Software Foundation, Inc.
3 @c This is part of the GAS manual.
4 @c For copying conditions, see the file as.texinfo.
5 @c
6 @ifset GENERIC
7 @page
8 @node Xtensa-Dependent
9 @chapter Xtensa Dependent Features
10 @end ifset
11 @ifclear GENERIC
12 @node Machine Dependencies
13 @chapter Xtensa Dependent Features
14 @end ifclear
15
16 @cindex Xtensa architecture
17 This chapter covers features of the @sc{gnu} assembler that are specific
18 to the Xtensa architecture.  For details about the Xtensa instruction
19 set, please consult the @cite{Xtensa Instruction Set Architecture (ISA)
20 Reference Manual}.
21
22 @menu
23 * Xtensa Options::              Command-line Options.
24 * Xtensa Syntax::               Assembler Syntax for Xtensa Processors.
25 * Xtensa Optimizations::        Assembler Optimizations.
26 * Xtensa Relaxation::           Other Automatic Transformations.
27 * Xtensa Directives::           Directives for Xtensa Processors.
28 @end menu
29
30 @node Xtensa Options
31 @section Command Line Options
32
33 The Xtensa version of the @sc{gnu} assembler supports these
34 special options:
35
36 @table @code
37 @item --text-section-literals | --no-text-section-literals
38 @kindex --text-section-literals
39 @kindex --no-text-section-literals
40 Control the treatment of literal pools.  The default is
41 @samp{--no-@-text-@-section-@-literals}, which places literals in
42 separate sections in the output file.  This allows the literal pool to be
43 placed in a data RAM/ROM.  With @samp{--text-@-section-@-literals}, the
44 literals are interspersed in the text section in order to keep them as
45 close as possible to their references.  This may be necessary for large
46 assembly files, where the literals would otherwise be out of range of the
47 @code{L32R} instructions in the text section.  These options only affect
48 literals referenced via PC-relative @code{L32R} instructions; literals
49 for absolute mode @code{L32R} instructions are handled separately.
50 @xref{Literal Directive, ,literal}.
51
52 @item --absolute-literals | --no-absolute-literals
53 @kindex --absolute-literals
54 @kindex --no-absolute-literals
55 Indicate to the assembler whether @code{L32R} instructions use absolute
56 or PC-relative addressing.  If the processor includes the absolute
57 addressing option, the default is to use absolute @code{L32R}
58 relocations.  Otherwise, only the PC-relative @code{L32R} relocations
59 can be used.
60
61 @item --target-align | --no-target-align
62 @kindex --target-align
63 @kindex --no-target-align
64 Enable or disable automatic alignment to reduce branch penalties at some
65 expense in code size.  @xref{Xtensa Automatic Alignment, ,Automatic
66 Instruction Alignment}.  This optimization is enabled by default.  Note
67 that the assembler will always align instructions like @code{LOOP} that
68 have fixed alignment requirements.
69
70 @item --longcalls | --no-longcalls
71 @kindex --longcalls
72 @kindex --no-longcalls
73 Enable or disable transformation of call instructions to allow calls
74 across a greater range of addresses.  @xref{Xtensa Call Relaxation,
75 ,Function Call Relaxation}.  This option should be used when call
76 targets can potentially be out of range.  It may degrade both code size
77 and performance, but the linker can generally optimize away the
78 unnecessary overhead when a call ends up within range.  The default is
79 @samp{--no-@-longcalls}.
80
81 @item --transform | --no-transform
82 @kindex --transform
83 @kindex --no-transform
84 Enable or disable all assembler transformations of Xtensa instructions,
85 including both relaxation and optimization.  The default is
86 @samp{--transform}; @samp{--no-transform} should only be used in the
87 rare cases when the instructions must be exactly as specified in the
88 assembly source.  Using @samp{--no-transform} causes out of range
89 instruction operands to be errors.
90
91 @item --rename-section @var{oldname}=@var{newname}
92 @kindex --rename-section
93 Rename the @var{oldname} section to @var{newname}.  This option can be used
94 multiple times to rename multiple sections.
95 @end table
96
97 @node Xtensa Syntax
98 @section Assembler Syntax
99 @cindex syntax, Xtensa assembler
100 @cindex Xtensa assembler syntax
101 @cindex FLIX syntax
102
103 Block comments are delimited by @samp{/*} and @samp{*/}.  End of line
104 comments may be introduced with either @samp{#} or @samp{//}.
105
106 Instructions consist of a leading opcode or macro name followed by
107 whitespace and an optional comma-separated list of operands:
108
109 @smallexample
110 @var{opcode} [@var{operand}, @dots{}]
111 @end smallexample
112
113 Instructions must be separated by a newline or semicolon.
114
115 FLIX instructions, which bundle multiple opcodes together in a single
116 instruction, are specified by enclosing the bundled opcodes inside
117 braces:
118
119 @smallexample
120 @group
121 @{
122 [@var{format}]
123 @var{opcode0} [@var{operands}]
124 @end group
125 @var{opcode1} [@var{operands}]
126 @group
127 @var{opcode2} [@var{operands}]
128 @dots{}
129 @}
130 @end group
131 @end smallexample
132
133 The opcodes in a FLIX instruction are listed in the same order as the
134 corresponding instruction slots in the TIE format declaration.
135 Directives and labels are not allowed inside the braces of a FLIX
136 instruction.  A particular TIE format name can optionally be specified
137 immediately after the opening brace, but this is usually unnecessary.
138 The assembler will automatically search for a format that can encode the
139 specified opcodes, so the format name need only be specified in rare
140 cases where there is more than one applicable format and where it
141 matters which of those formats is used.  A FLIX instruction can also be
142 specified on a single line by separating the opcodes with semicolons:
143
144 @smallexample
145 @{ [@var{format};] @var{opcode0} [@var{operands}]; @var{opcode1} [@var{operands}]; @var{opcode2} [@var{operands}]; @dots{} @}
146 @end smallexample
147
148 If an opcode can only be encoded in a FLIX instruction but is not
149 specified as part of a FLIX bundle, the assembler will choose the
150 smallest format where the opcode can be encoded and
151 will fill unused instruction slots with no-ops.
152
153 @menu
154 * Xtensa Opcodes::              Opcode Naming Conventions.
155 * Xtensa Registers::            Register Naming.
156 @end menu
157
158 @node Xtensa Opcodes
159 @subsection Opcode Names
160 @cindex Xtensa opcode names
161 @cindex opcode names, Xtensa
162
163 See the @cite{Xtensa Instruction Set Architecture (ISA) Reference
164 Manual} for a complete list of opcodes and descriptions of their
165 semantics.
166
167 @cindex _ opcode prefix
168 If an opcode name is prefixed with an underscore character (@samp{_}),
169 @command{@value{AS}} will not transform that instruction in any way.  The
170 underscore prefix disables both optimization (@pxref{Xtensa
171 Optimizations, ,Xtensa Optimizations}) and relaxation (@pxref{Xtensa
172 Relaxation, ,Xtensa Relaxation}) for that particular instruction.  Only
173 use the underscore prefix when it is essential to select the exact
174 opcode produced by the assembler.  Using this feature unnecessarily
175 makes the code less efficient by disabling assembler optimization and
176 less flexible by disabling relaxation.
177
178 Note that this special handling of underscore prefixes only applies to
179 Xtensa opcodes, not to either built-in macros or user-defined macros.
180 When an underscore prefix is used with a macro (e.g., @code{_MOV}), it
181 refers to a different macro.  The assembler generally provides built-in
182 macros both with and without the underscore prefix, where the underscore
183 versions behave as if the underscore carries through to the instructions
184 in the macros.  For example, @code{_MOV} may expand to @code{_MOV.N}@.
185
186 The underscore prefix only applies to individual instructions, not to
187 series of instructions.  For example, if a series of instructions have
188 underscore prefixes, the assembler will not transform the individual
189 instructions, but it may insert other instructions between them (e.g.,
190 to align a @code{LOOP} instruction).  To prevent the assembler from
191 modifying a series of instructions as a whole, use the
192 @code{no-transform} directive.  @xref{Transform Directive, ,transform}.
193
194 @node Xtensa Registers
195 @subsection Register Names
196 @cindex Xtensa register names
197 @cindex register names, Xtensa
198 @cindex sp register
199
200 The assembly syntax for a register file entry is the ``short'' name for
201 a TIE register file followed by the index into that register file.  For
202 example, the general-purpose @code{AR} register file has a short name of
203 @code{a}, so these registers are named @code{a0}@dots{}@code{a15}.
204 As a special feature, @code{sp} is also supported as a synonym for
205 @code{a1}.  Additional registers may be added by processor configuration
206 options and by designer-defined TIE extensions.  An initial @samp{$}
207 character is optional in all register names.
208
209 @node Xtensa Optimizations
210 @section Xtensa Optimizations
211 @cindex optimizations
212
213 The optimizations currently supported by @command{@value{AS}} are
214 generation of density instructions where appropriate and automatic
215 branch target alignment.
216
217 @menu
218 * Density Instructions::        Using Density Instructions.
219 * Xtensa Automatic Alignment::  Automatic Instruction Alignment.
220 @end menu
221
222 @node Density Instructions
223 @subsection Using Density Instructions
224 @cindex density instructions
225
226 The Xtensa instruction set has a code density option that provides
227 16-bit versions of some of the most commonly used opcodes.  Use of these
228 opcodes can significantly reduce code size.  When possible, the
229 assembler automatically translates instructions from the core
230 Xtensa instruction set into equivalent instructions from the Xtensa code
231 density option.  This translation can be disabled by using underscore
232 prefixes (@pxref{Xtensa Opcodes, ,Opcode Names}), by using the
233 @samp{--no-transform} command-line option (@pxref{Xtensa Options, ,Command
234 Line Options}), or by using the @code{no-transform} directive
235 (@pxref{Transform Directive, ,transform}).
236
237 It is a good idea @emph{not} to use the density instructions directly.
238 The assembler will automatically select dense instructions where
239 possible.  If you later need to use an Xtensa processor without the code
240 density option, the same assembly code will then work without modification.
241
242 @node Xtensa Automatic Alignment
243 @subsection Automatic Instruction Alignment
244 @cindex alignment of @code{LOOP} instructions
245 @cindex alignment of branch targets
246 @cindex @code{LOOP} instructions, alignment
247 @cindex branch target alignment
248
249 The Xtensa assembler will automatically align certain instructions, both
250 to optimize performance and to satisfy architectural requirements.
251
252 As an optimization to improve performance, the assembler attempts to
253 align branch targets so they do not cross instruction fetch boundaries.
254 (Xtensa processors can be configured with either 32-bit or 64-bit
255 instruction fetch widths.)  An
256 instruction immediately following a call is treated as a branch target
257 in this context, because it will be the target of a return from the
258 call.  This alignment has the potential to reduce branch penalties at
259 some expense in code size.
260 This optimization is enabled by default.  You can disable it with the
261 @samp{--no-target-@-align} command-line option (@pxref{Xtensa Options,
262 ,Command Line Options}).
263
264 The target alignment optimization is done without adding instructions
265 that could increase the execution time of the program.  If there are
266 density instructions in the code preceding a target, the assembler can
267 change the target alignment by widening some of those instructions to
268 the equivalent 24-bit instructions.  Extra bytes of padding can be
269 inserted immediately following unconditional jump and return
270 instructions.
271 This approach is usually successful in aligning many, but not all,
272 branch targets.
273
274 The @code{LOOP} family of instructions must be aligned such that the
275 first instruction in the loop body does not cross an instruction fetch
276 boundary (e.g., with a 32-bit fetch width, a @code{LOOP} instruction
277 must be on either a 1 or 2 mod 4 byte boundary).  The assembler knows
278 about this restriction and inserts the minimal number of 2 or 3 byte
279 no-op instructions to satisfy it.  When no-op instructions are added,
280 any label immediately preceding the original loop will be moved in order
281 to refer to the loop instruction, not the newly generated no-op
282 instruction.  To preserve binary compatibility across processors with
283 different fetch widths, the assembler conservatively assumes a 32-bit
284 fetch width when aligning @code{LOOP} instructions (except if the first
285 instruction in the loop is a 64-bit instruction).
286
287 Previous versions of the assembler automatically aligned @code{ENTRY}
288 instructions to 4-byte boundaries, but that alignment is now the
289 programmer's responsibility.
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 @group
329     bnez.n  a2, M
330     j L
331 M:
332 @end group
333 @end smallexample
334
335 (The @code{BNEZ.N} instruction would be used in this example only if the
336 density option is available.  Otherwise, @code{BNEZ} would be used.)
337
338 This relaxation works well because the unconditional jump instruction
339 has a much larger offset range than the various conditional branches.
340 However, an error will occur if a branch target is beyond the range of a
341 jump instruction.  @command{@value{AS}} cannot relax unconditional jumps.
342 Similarly, an error will occur if the original input contains an
343 unconditional jump to a target that is out of range.
344
345 Branch relaxation is enabled by default.  It can be disabled by using
346 underscore prefixes (@pxref{Xtensa Opcodes, ,Opcode Names}), the
347 @samp{--no-transform} command-line option (@pxref{Xtensa Options,
348 ,Command Line Options}), or the @code{no-transform} directive
349 (@pxref{Transform Directive, ,transform}).
350
351 @node Xtensa Call Relaxation
352 @subsection Function Call Relaxation
353 @cindex relaxation of call instructions
354 @cindex call instructions, relaxation
355
356 Function calls may require relaxation because the Xtensa immediate call
357 instructions (@code{CALL0}, @code{CALL4}, @code{CALL8} and
358 @code{CALL12}) provide a PC-relative offset of only 512 Kbytes in either
359 direction.  For larger programs, it may be necessary to use indirect
360 calls (@code{CALLX0}, @code{CALLX4}, @code{CALLX8} and @code{CALLX12})
361 where the target address is specified in a register.  The Xtensa
362 assembler can automatically relax immediate call instructions into
363 indirect call instructions.  This relaxation is done by loading the
364 address of the called function into the callee's return address register
365 and then using a @code{CALLX} instruction.  So, for example:
366
367 @smallexample
368     call8 func
369 @end smallexample
370
371 might be relaxed to:
372
373 @smallexample
374 @group
375     .literal .L1, func
376     l32r    a8, .L1
377     callx8  a8
378 @end group
379 @end smallexample
380
381 Because the addresses of targets of function calls are not generally
382 known until link-time, the assembler must assume the worst and relax all
383 the calls to functions in other source files, not just those that really
384 will be out of range.  The linker can recognize calls that were
385 unnecessarily relaxed, and it will remove the overhead introduced by the
386 assembler for those cases where direct calls are sufficient.
387
388 Call relaxation is disabled by default because it can have a negative
389 effect on both code size and performance, although the linker can
390 usually eliminate the unnecessary overhead.  If a program is too large
391 and some of the calls are out of range, function call relaxation can be
392 enabled using the @samp{--longcalls} command-line option or the
393 @code{longcalls} directive (@pxref{Longcalls Directive, ,longcalls}).
394
395 @node Xtensa Immediate Relaxation
396 @subsection Other Immediate Field Relaxation
397 @cindex immediate fields, relaxation
398 @cindex relaxation of immediate fields
399
400 The assembler normally performs the following other relaxations.  They
401 can be disabled by using underscore prefixes (@pxref{Xtensa Opcodes,
402 ,Opcode Names}), the @samp{--no-transform} command-line option
403 (@pxref{Xtensa Options, ,Command Line Options}), or the
404 @code{no-transform} directive (@pxref{Transform Directive, ,transform}).
405
406 @cindex @code{MOVI} instructions, relaxation
407 @cindex relaxation of @code{MOVI} instructions
408 The @code{MOVI} machine instruction can only materialize values in the
409 range from -2048 to 2047.  Values outside this range are best
410 materialized with @code{L32R} instructions.  Thus:
411
412 @smallexample
413     movi a0, 100000
414 @end smallexample
415
416 is assembled into the following machine code:
417
418 @smallexample
419 @group
420     .literal .L1, 100000
421     l32r a0, .L1
422 @end group
423 @end smallexample
424
425 @cindex @code{L8UI} instructions, relaxation
426 @cindex @code{L16SI} instructions, relaxation
427 @cindex @code{L16UI} instructions, relaxation
428 @cindex @code{L32I} instructions, relaxation
429 @cindex relaxation of @code{L8UI} instructions
430 @cindex relaxation of @code{L16SI} instructions
431 @cindex relaxation of @code{L16UI} instructions
432 @cindex relaxation of @code{L32I} instructions
433 The @code{L8UI} machine instruction can only be used with immediate
434 offsets in the range from 0 to 255. The @code{L16SI} and @code{L16UI}
435 machine instructions can only be used with offsets from 0 to 510.  The
436 @code{L32I} machine instruction can only be used with offsets from 0 to
437 1020.  A load offset outside these ranges can be materialized with
438 an @code{L32R} instruction if the destination register of the load
439 is different than the source address register.  For example:
440
441 @smallexample
442     l32i a1, a0, 2040
443 @end smallexample
444
445 is translated to:
446
447 @smallexample
448 @group
449     .literal .L1, 2040
450     l32r a1, .L1
451 @end group
452 @group
453     add a1, a0, a1
454     l32i a1, a1, 0
455 @end group
456 @end smallexample
457
458 @noindent
459 If the load destination and source address register are the same, an
460 out-of-range offset causes an error.
461
462 @cindex @code{ADDI} instructions, relaxation
463 @cindex relaxation of @code{ADDI} instructions
464 The Xtensa @code{ADDI} instruction only allows immediate operands in the
465 range from -128 to 127.  There are a number of alternate instruction
466 sequences for the @code{ADDI} operation.  First, if the
467 immediate is 0, the @code{ADDI} will be turned into a @code{MOV.N}
468 instruction (or the equivalent @code{OR} instruction if the code density
469 option is not available).  If the @code{ADDI} immediate is outside of
470 the range -128 to 127, but inside the range -32896 to 32639, an
471 @code{ADDMI} instruction or @code{ADDMI}/@code{ADDI} sequence will be
472 used.  Finally, if the immediate is outside of this range and a free
473 register is available, an @code{L32R}/@code{ADD} sequence will be used
474 with a literal allocated from the literal pool.
475
476 For example:
477
478 @smallexample
479 @group
480     addi    a5, a6, 0
481     addi    a5, a6, 512
482 @end group
483 @group
484     addi    a5, a6, 513
485     addi    a5, a6, 50000
486 @end group
487 @end smallexample
488
489 is assembled into the following:
490
491 @smallexample
492 @group
493     .literal .L1, 50000
494     mov.n   a5, a6
495 @end group
496     addmi   a5, a6, 0x200
497     addmi   a5, a6, 0x200
498     addi    a5, a5, 1
499 @group
500     l32r    a5, .L1
501     add     a5, a6, a5
502 @end group
503 @end smallexample
504
505 @node Xtensa Directives
506 @section Directives
507 @cindex Xtensa directives
508 @cindex directives, Xtensa
509
510 The Xtensa assembler supports a region-based directive syntax:
511
512 @smallexample
513 @group
514     .begin @var{directive} [@var{options}]
515     @dots{}
516     .end @var{directive}
517 @end group
518 @end smallexample
519
520 All the Xtensa-specific directives that apply to a region of code use
521 this syntax.
522
523 The directive applies to code between the @code{.begin} and the
524 @code{.end}.  The state of the option after the @code{.end} reverts to
525 what it was before the @code{.begin}.
526 A nested @code{.begin}/@code{.end} region can further
527 change the state of the directive without having to be aware of its
528 outer state.  For example, consider:
529
530 @smallexample
531 @group
532     .begin no-transform
533 L:  add a0, a1, a2
534 @end group
535     .begin transform
536 M:  add a0, a1, a2
537     .end transform
538 @group
539 N:  add a0, a1, a2
540     .end no-transform
541 @end group
542 @end smallexample
543
544 The @code{ADD} opcodes at @code{L} and @code{N} in the outer
545 @code{no-transform} region both result in @code{ADD} machine instructions,
546 but the assembler selects an @code{ADD.N} instruction for the
547 @code{ADD} at @code{M} in the inner @code{transform} region.
548
549 The advantage of this style is that it works well inside macros which can
550 preserve the context of their callers.
551
552 The following directives are available:
553 @menu
554 * Schedule Directive::         Enable instruction scheduling.
555 * Longcalls Directive::        Use Indirect Calls for Greater Range.
556 * Transform Directive::        Disable All Assembler Transformations.
557 * Literal Directive::          Intermix Literals with Instructions.
558 * Literal Position Directive:: Specify Inline Literal Pool Locations.
559 * Literal Prefix Directive::   Specify Literal Section Name Prefix.
560 * Absolute Literals Directive:: Control PC-Relative vs. Absolute Literals.
561 @end menu
562
563 @node Schedule Directive
564 @subsection schedule
565 @cindex @code{schedule} directive
566 @cindex @code{no-schedule} directive
567
568 The @code{schedule} directive is recognized only for compatibility with
569 Tensilica's assembler.
570
571 @smallexample
572 @group
573     .begin [no-]schedule
574     .end [no-]schedule
575 @end group
576 @end smallexample
577
578 This directive is ignored and has no effect on @command{@value{AS}}.
579
580 @node Longcalls Directive
581 @subsection longcalls
582 @cindex @code{longcalls} directive
583 @cindex @code{no-longcalls} directive
584
585 The @code{longcalls} directive enables or disables function call
586 relaxation.  @xref{Xtensa Call Relaxation, ,Function Call Relaxation}.
587
588 @smallexample
589 @group
590     .begin [no-]longcalls
591     .end [no-]longcalls
592 @end group
593 @end smallexample
594
595 Call relaxation is disabled by default unless the @samp{--longcalls}
596 command-line option is specified.  The @code{longcalls} directive
597 overrides the default determined by the command-line options.
598
599 @node Transform Directive
600 @subsection transform
601 @cindex @code{transform} directive
602 @cindex @code{no-transform} directive
603
604 This directive enables or disables all assembler transformation,
605 including relaxation (@pxref{Xtensa Relaxation, ,Xtensa Relaxation}) and
606 optimization (@pxref{Xtensa Optimizations, ,Xtensa Optimizations}).
607
608 @smallexample
609 @group
610     .begin [no-]transform
611     .end [no-]transform
612 @end group
613 @end smallexample
614
615 Transformations are enabled by default unless the @samp{--no-transform}
616 option is used.  The @code{transform} directive overrides the default
617 determined by the command-line options.  An underscore opcode prefix,
618 disabling transformation of that opcode, always takes precedence over
619 both directives and command-line flags.
620
621 @node Literal Directive
622 @subsection literal
623 @cindex @code{literal} directive
624
625 The @code{.literal} directive is used to define literal pool data, i.e., 
626 read-only 32-bit data accessed via @code{L32R} instructions.
627
628 @smallexample
629     .literal @var{label}, @var{value}[, @var{value}@dots{}]
630 @end smallexample
631
632 This directive is similar to the standard @code{.word} directive, except
633 that the actual location of the literal data is determined by the
634 assembler and linker, not by the position of the @code{.literal}
635 directive.  Using this directive gives the assembler freedom to locate
636 the literal data in the most appropriate place and possibly to combine
637 identical literals.  For example, the code:
638
639 @smallexample
640 @group
641     entry sp, 40
642     .literal .L1, sym
643     l32r    a4, .L1
644 @end group
645 @end smallexample
646
647 can be used to load a pointer to the symbol @code{sym} into register
648 @code{a4}.  The value of @code{sym} will not be placed between the
649 @code{ENTRY} and @code{L32R} instructions; instead, the assembler puts
650 the data in a literal pool.
651
652 Literal pools are placed by default in separate literal sections;
653 however, when using the @samp{--text-@-section-@-literals}
654 option (@pxref{Xtensa Options, ,Command Line Options}), the literal
655 pools for PC-relative mode @code{L32R} instructions
656 are placed in the current section.@footnote{Literals for the
657 @code{.init} and @code{.fini} sections are always placed in separate
658 sections, even when @samp{--text-@-section-@-literals} is enabled.}
659 These text section literal
660 pools are created automatically before @code{ENTRY} instructions and
661 manually after @samp{.literal_position} directives (@pxref{Literal
662 Position Directive, ,literal_position}).  If there are no preceding
663 @code{ENTRY} instructions, explicit @code{.literal_position} directives
664 must be used to place the text section literal pools; otherwise,
665 @command{@value{AS}} will report an error.
666
667 When literals are placed in separate sections, the literal section names
668 are derived from the names of the sections where the literals are
669 defined.  The base literal section names are @code{.literal} for
670 PC-relative mode @code{L32R} instructions and @code{.lit4} for absolute
671 mode @code{L32R} instructions (@pxref{Absolute Literals Directive,
672 ,absolute-literals}).  These base names are used for literals defined in
673 the default @code{.text} section.  For literals defined in other
674 sections or within the scope of a @code{literal_prefix} directive
675 (@pxref{Literal Prefix Directive, ,literal_prefix}), the following rules
676 determine the literal section name:
677
678 @enumerate
679 @item
680 If the current section is a member of a section group, the literal
681 section name includes the group name as a suffix to the base
682 @code{.literal} or @code{.lit4} name, with a period to separate the base
683 name and group name.  The literal section is also made a member of the
684 group.
685
686 @item
687 If the current section name (or @code{literal_prefix} value) begins with
688 ``@code{.gnu.linkonce.@var{kind}.}'', the literal section name is formed
689 by replacing ``@code{.@var{kind}}'' with the base @code{.literal} or
690 @code{.lit4} name.  For example, for literals defined in a section named
691 @code{.gnu.linkonce.t.func}, the literal section will be
692 @code{.gnu.linkonce.literal.func} or @code{.gnu.linkonce.lit4.func}.
693
694 @item
695 If the current section name (or @code{literal_prefix} value) ends with
696 @code{.text}, the literal section name is formed by replacing that
697 suffix with the base @code{.literal} or @code{.lit4} name.  For example,
698 for literals defined in a section named @code{.iram0.text}, the literal
699 section will be @code{.iram0.literal} or @code{.iram0.lit4}.
700
701 @item
702 If none of the preceding conditions apply, the literal section name is
703 formed by adding the base @code{.literal} or @code{.lit4} name as a
704 suffix to the current section name (or @code{literal_prefix} value).
705 @end enumerate
706
707 @node Literal Position Directive
708 @subsection literal_position
709 @cindex @code{literal_position} directive
710
711 When using @samp{--text-@-section-@-literals} to place literals inline
712 in the section being assembled, the @code{.literal_position} directive
713 can be used to mark a potential location for a literal pool.
714
715 @smallexample
716     .literal_position
717 @end smallexample
718
719 The @code{.literal_position} directive is ignored when the
720 @samp{--text-@-section-@-literals} option is not used or when
721 @code{L32R} instructions use the absolute addressing mode.
722
723 The assembler will automatically place text section literal pools 
724 before @code{ENTRY} instructions, so the @code{.literal_position}
725 directive is only needed to specify some other location for a literal
726 pool.  You may need to add an explicit jump instruction to skip over an
727 inline literal pool.
728
729 For example, an interrupt vector does not begin with an @code{ENTRY}
730 instruction so the assembler will be unable to automatically find a good
731 place to put a literal pool.  Moreover, the code for the interrupt
732 vector must be at a specific starting address, so the literal pool
733 cannot come before the start of the code.  The literal pool for the
734 vector must be explicitly positioned in the middle of the vector (before
735 any uses of the literals, due to the negative offsets used by
736 PC-relative @code{L32R} instructions).  The @code{.literal_position}
737 directive can be used to do this.  In the following code, the literal
738 for @samp{M} will automatically be aligned correctly and is placed after
739 the unconditional jump.
740
741 @smallexample
742 @group
743     .global M
744 code_start:
745 @end group
746     j continue
747     .literal_position
748     .align 4
749 @group
750 continue:
751     movi    a4, M
752 @end group
753 @end smallexample
754
755 @node Literal Prefix Directive
756 @subsection literal_prefix
757 @cindex @code{literal_prefix} directive
758
759 The @code{literal_prefix} directive allows you to override the default
760 literal section names, which are derived from the names of the sections
761 where the literals are defined.
762
763 @smallexample
764 @group
765     .begin literal_prefix [@var{name}]
766     .end literal_prefix
767 @end group
768 @end smallexample
769
770 For literals defined within the delimited region, the literal section
771 names are derived from the @var{name} argument instead of the name of
772 the current section.  The rules used to derive the literal section names
773 do not change.  @xref{Literal Directive, ,literal}.  If the @var{name}
774 argument is omitted, the literal sections revert to the defaults.  This
775 directive has no effect when using the
776 @samp{--text-@-section-@-literals} option (@pxref{Xtensa Options,
777 ,Command Line Options}).
778
779 @node Absolute Literals Directive
780 @subsection absolute-literals
781 @cindex @code{absolute-literals} directive
782 @cindex @code{no-absolute-literals} directive
783
784 The @code{absolute-@-literals} and @code{no-@-absolute-@-literals}
785 directives control the absolute vs.@: PC-relative mode for @code{L32R}
786 instructions.  These are relevant only for Xtensa configurations that
787 include the absolute addressing option for @code{L32R} instructions.
788
789 @smallexample
790 @group
791     .begin [no-]absolute-literals
792     .end [no-]absolute-literals
793 @end group
794 @end smallexample
795
796 These directives do not change the @code{L32R} mode---they only cause
797 the assembler to emit the appropriate kind of relocation for @code{L32R}
798 instructions and to place the literal values in the appropriate section.
799 To change the @code{L32R} mode, the program must write the
800 @code{LITBASE} special register.  It is the programmer's responsibility
801 to keep track of the mode and indicate to the assembler which mode is
802 used in each region of code.
803
804 If the Xtensa configuration includes the absolute @code{L32R} addressing
805 option, the default is to assume absolute @code{L32R} addressing unless
806 the @samp{--no-@-absolute-@-literals} command-line option is specified.
807 Otherwise, the default is to assume PC-relative @code{L32R} addressing.
808 The @code{absolute-@-literals} directive can then be used to override
809 the default determined by the command-line options.
810
811 @c Local Variables:
812 @c fill-column: 72
813 @c End: