ld: Move the .note.build-id section to near the start of the memory map.
[binutils-gdb.git] / gas / doc / c-i386.texi
bloba9e43560aea5624f0c5333462ac3d4d43fce6c6f
1 @c Copyright (C) 1991-2024 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 man end
6 @ifset GENERIC
7 @page
8 @node i386-Dependent
9 @chapter 80386 Dependent Features
10 @end ifset
11 @ifclear GENERIC
12 @node Machine Dependencies
13 @chapter 80386 Dependent Features
14 @end ifclear
16 @cindex i386 support
17 @cindex i80386 support
18 @cindex x86-64 support
20 The i386 version @code{@value{AS}} supports both the original Intel 386
21 architecture in both 16 and 32-bit mode as well as AMD x86-64 architecture
22 extending the Intel architecture to 64-bits.
24 @menu
25 * i386-Options::                Options
26 * i386-Directives::             X86 specific directives
27 * i386-Syntax::                 Syntactical considerations
28 * i386-Mnemonics::              Instruction Naming
29 * i386-Regs::                   Register Naming
30 * i386-Prefixes::               Instruction Prefixes
31 * i386-Memory::                 Memory References
32 * i386-Jumps::                  Handling of Jump Instructions
33 * i386-Float::                  Floating Point
34 * i386-SIMD::                   Intel's MMX and AMD's 3DNow! SIMD Operations
35 * i386-LWP::                    AMD's Lightweight Profiling Instructions
36 * i386-BMI::                    Bit Manipulation Instruction
37 * i386-TBM::                    AMD's Trailing Bit Manipulation Instructions
38 * i386-16bit::                  Writing 16-bit Code
39 * i386-Arch::                   Specifying an x86 CPU architecture
40 * i386-ISA::                    AMD64 ISA vs. Intel64 ISA
41 * i386-Bugs::                   AT&T Syntax bugs
42 * i386-Notes::                  Notes
43 @end menu
45 @node i386-Options
46 @section Options
48 @cindex options for i386
49 @cindex options for x86-64
50 @cindex i386 options
51 @cindex x86-64 options
53 The i386 version of @code{@value{AS}} has a few machine
54 dependent options:
56 @c man begin OPTIONS
57 @table @gcctabopt
58 @cindex @samp{--32} option, i386
59 @cindex @samp{--32} option, x86-64
60 @cindex @samp{--x32} option, i386
61 @cindex @samp{--x32} option, x86-64
62 @cindex @samp{--64} option, i386
63 @cindex @samp{--64} option, x86-64
64 @item --32 | --x32 | --64
65 Select the word size, either 32 bits or 64 bits.  @samp{--32}
66 implies Intel i386 architecture, while @samp{--x32} and @samp{--64}
67 imply AMD x86-64 architecture with 32-bit or 64-bit word-size
68 respectively.
70 These options are only available with the ELF object file format, and
71 require that the necessary BFD support has been included (on a 32-bit
72 platform you have to add --enable-64-bit-bfd to configure enable 64-bit
73 usage and use x86-64 as target platform).
75 @item -n
76 By default, x86 GAS replaces multiple nop instructions used for
77 alignment within code sections with multi-byte nop instructions such
78 as leal 0(%esi,1),%esi.  This switch disables the optimization if a single
79 byte nop (0x90) is explicitly specified as the fill byte for alignment.
81 @cindex @samp{--divide} option, i386
82 @item --divide
83 On SVR4-derived platforms, the character @samp{/} is treated as a comment
84 character, which means that it cannot be used in expressions.  The
85 @samp{--divide} option turns @samp{/} into a normal character.  This does
86 not disable @samp{/} at the beginning of a line starting a comment, or
87 affect using @samp{#} for starting a comment.
89 @cindex @samp{-march=} option, i386
90 @cindex @samp{-march=} option, x86-64
91 @item -march=@var{CPU}[+@var{EXTENSION}@dots{}]
92 This option specifies the target processor.  The assembler will
93 issue an error message if an attempt is made to assemble an instruction
94 which will not execute on the target processor.  The following
95 processor names are recognized:
96 @code{i8086},
97 @code{i186},
98 @code{i286},
99 @code{i386},
100 @code{i486},
101 @code{i586},
102 @code{i686},
103 @code{pentium},
104 @code{pentiumpro},
105 @code{pentiumii},
106 @code{pentiumiii},
107 @code{pentium4},
108 @code{prescott},
109 @code{nocona},
110 @code{core},
111 @code{core2},
112 @code{corei7},
113 @code{iamcu},
114 @code{k6},
115 @code{k6_2},
116 @code{athlon},
117 @code{opteron},
118 @code{k8},
119 @code{amdfam10},
120 @code{bdver1},
121 @code{bdver2},
122 @code{bdver3},
123 @code{bdver4},
124 @code{znver1},
125 @code{znver2},
126 @code{znver3},
127 @code{znver4},
128 @code{znver5},
129 @code{btver1},
130 @code{btver2},
131 @code{generic32} and
132 @code{generic64}.
134 In addition to the basic instruction set, the assembler can be told to
135 accept various extension mnemonics.  For example,
136 @code{-march=i686+sse4+vmx} extends @var{i686} with @var{sse4} and
137 @var{vmx}.  The following extensions are currently supported:
138 @code{8087},
139 @code{287},
140 @code{387},
141 @code{687},
142 @code{cmov},
143 @code{fxsr},
144 @code{mmx},
145 @code{sse},
146 @code{sse2},
147 @code{sse3},
148 @code{sse4a},
149 @code{ssse3},
150 @code{sse4.1},
151 @code{sse4.2},
152 @code{sse4},
153 @code{avx},
154 @code{avx2},
155 @code{lahf_sahf},
156 @code{monitor},
157 @code{adx},
158 @code{rdseed},
159 @code{prfchw},
160 @code{smap},
161 @code{mpx},
162 @code{sha},
163 @code{rdpid},
164 @code{ptwrite},
165 @code{cet},
166 @code{gfni},
167 @code{vaes},
168 @code{vpclmulqdq},
169 @code{prefetchwt1},
170 @code{clflushopt},
171 @code{se1},
172 @code{clwb},
173 @code{movdiri},
174 @code{movdir64b},
175 @code{enqcmd},
176 @code{serialize},
177 @code{tsxldtrk},
178 @code{kl},
179 @code{widekl},
180 @code{hreset},
181 @code{avx512f},
182 @code{avx512cd},
183 @code{avx512er},
184 @code{avx512pf},
185 @code{avx512vl},
186 @code{avx512bw},
187 @code{avx512dq},
188 @code{avx512ifma},
189 @code{avx512vbmi},
190 @code{avx512_4fmaps},
191 @code{avx512_4vnniw},
192 @code{avx512_vpopcntdq},
193 @code{avx512_vbmi2},
194 @code{avx512_vnni},
195 @code{avx512_bitalg},
196 @code{avx512_vp2intersect},
197 @code{tdx},
198 @code{avx512_bf16},
199 @code{avx_vnni},
200 @code{avx512_fp16},
201 @code{prefetchi},
202 @code{avx_ifma},
203 @code{avx_vnni_int8},
204 @code{cmpccxadd},
205 @code{wrmsrns},
206 @code{msrlist},
207 @code{avx_ne_convert},
208 @code{rao_int},
209 @code{fred},
210 @code{lkgs},
211 @code{avx_vnni_int16},
212 @code{sha512},
213 @code{sm3},
214 @code{sm4},
215 @code{pbndkb},
216 @code{avx10.1},
217 @code{avx10.1/512},
218 @code{avx10.1/256},
219 @code{avx10.1/128},
220 @code{user_msr},
221 @code{apx_f},
222 @code{avx10.2},
223 @code{avx10.2/512},
224 @code{avx10.2/256},
225 @code{avx10.2/128},
226 @code{amx_int8},
227 @code{amx_bf16},
228 @code{amx_fp16},
229 @code{amx_complex},
230 @code{amx_tile},
231 @code{vmx},
232 @code{vmfunc},
233 @code{smx},
234 @code{xsave},
235 @code{xsaveopt},
236 @code{xsavec},
237 @code{xsaves},
238 @code{aes},
239 @code{pclmul},
240 @code{fsgsbase},
241 @code{rdrnd},
242 @code{f16c},
243 @code{bmi2},
244 @code{fma},
245 @code{movbe},
246 @code{ept},
247 @code{lzcnt},
248 @code{popcnt},
249 @code{hle},
250 @code{rtm},
251 @code{tsx},
252 @code{invpcid},
253 @code{clflush},
254 @code{mwaitx},
255 @code{clzero},
256 @code{wbnoinvd},
257 @code{pconfig},
258 @code{waitpkg},
259 @code{uintr},
260 @code{cldemote},
261 @code{rdpru},
262 @code{mcommit},
263 @code{sev_es},
264 @code{lwp},
265 @code{fma4},
266 @code{xop},
267 @code{cx16},
268 @code{syscall},
269 @code{rdtscp},
270 @code{3dnow},
271 @code{3dnowa},
272 @code{sse4a},
273 @code{sse5},
274 @code{snp},
275 @code{invlpgb},
276 @code{tlbsync},
277 @code{svme} and
278 @code{padlock}.
279 Note that these extension mnemonics can be prefixed with @code{no} to revoke
280 the respective (and any dependent) functionality.  Note further that the
281 suffixes permitted on @code{-march=avx10.<N>} enforce a vector length
282 restriction, i.e. despite these otherwise being "enabling" options, using
283 these suffixes will disable all insns with wider vector or mask register
284 operands.
286 When the @code{.arch} directive is used with @option{-march}, the
287 @code{.arch} directive will take precedent.
289 @cindex @samp{-mtune=} option, i386
290 @cindex @samp{-mtune=} option, x86-64
291 @item -mtune=@var{CPU}
292 This option specifies a processor to optimize for. When used in
293 conjunction with the @option{-march} option, only instructions
294 of the processor specified by the @option{-march} option will be
295 generated.
297 Valid @var{CPU} values are identical to the processor list of
298 @option{-march=@var{CPU}}.
300 @cindex @samp{-moperand-check=} option, i386
301 @cindex @samp{-moperand-check=} option, x86-64
302 @item -moperand-check=@var{none}
303 @itemx -moperand-check=@var{warning}
304 @itemx -moperand-check=@var{error}
305 These options control if the assembler should check certain instruction
306 operands or operand combinations.  An example instructions where operand size
307 cannot be inferred from its operands and also hasn't been specified by way of
308 an instruction suffix.
309 @option{-moperand-check=@var{none}} will make the assembler not perform
310 these checks.  @option{-moperand-check=@var{warning}} will make the assembler
311 issue a warning when respective checks fail, which is the default.
312 @option{-moperand-check=@var{error}} will make the assembler issue an error
313 when respective checks fail.
315 @cindex @samp{-msse2avx} option, i386
316 @cindex @samp{-msse2avx} option, x86-64
317 @item -msse2avx
318 This option specifies that the assembler should encode SSE instructions
319 with VEX prefix, requiring AVX to be available.  SSE instructions using
320 extended GPRs will be encoded with EVEX prefix, requiring AVX512 or AVX10 to
321 be available.
323 @cindex @samp{-muse-unaligned-vector-move} option, i386
324 @cindex @samp{-muse-unaligned-vector-move} option, x86-64
325 @item -muse-unaligned-vector-move
326 This option specifies that the assembler should encode aligned vector
327 move as unaligned vector move.
329 @cindex @samp{-msse-check=} option, i386
330 @cindex @samp{-msse-check=} option, x86-64
331 @item -msse-check=@var{none}
332 @itemx -msse-check=@var{warning}
333 @itemx -msse-check=@var{error}
334 These options control if the assembler should check SSE instructions.
335 @option{-msse-check=@var{none}} will make the assembler not to check SSE
336 instructions,  which is the default.  @option{-msse-check=@var{warning}}
337 will make the assembler issue a warning for any SSE instruction.
338 @option{-msse-check=@var{error}} will make the assembler issue an error
339 for any SSE instruction.
341 @cindex @samp{-mavxscalar=} option, i386
342 @cindex @samp{-mavxscalar=} option, x86-64
343 @item -mavxscalar=@var{128}
344 @itemx -mavxscalar=@var{256}
345 These options control how the assembler should encode scalar AVX
346 instructions.  @option{-mavxscalar=@var{128}} will encode scalar
347 AVX instructions with 128bit vector length, which is the default.
348 @option{-mavxscalar=@var{256}} will encode scalar AVX instructions
349 with 256bit vector length.
351 WARNING: Don't use this for production code - due to CPU errata the
352 resulting code may not work on certain models.
354 @cindex @samp{-mvexwig=} option, i386
355 @cindex @samp{-mvexwig=} option, x86-64
356 @item -mvexwig=@var{0}
357 @itemx -mvexwig=@var{1}
358 These options control how the assembler should encode VEX.W-ignored (WIG)
359 VEX instructions.  @option{-mvexwig=@var{0}} will encode WIG VEX
360 instructions with vex.w = 0, which is the default.
361 @option{-mvexwig=@var{1}} will encode WIG EVEX instructions with
362 vex.w = 1.
364 WARNING: Don't use this for production code - due to CPU errata the
365 resulting code may not work on certain models.
367 @cindex @samp{-mevexlig=} option, i386
368 @cindex @samp{-mevexlig=} option, x86-64
369 @item -mevexlig=@var{128}
370 @itemx -mevexlig=@var{256}
371 @itemx -mevexlig=@var{512}
372 These options control how the assembler should encode length-ignored
373 (LIG) EVEX instructions.  @option{-mevexlig=@var{128}} will encode LIG
374 EVEX instructions with 128bit vector length, which is the default.
375 @option{-mevexlig=@var{256}} and @option{-mevexlig=@var{512}} will
376 encode LIG EVEX instructions with 256bit and 512bit vector length,
377 respectively.
379 @cindex @samp{-mevexwig=} option, i386
380 @cindex @samp{-mevexwig=} option, x86-64
381 @item -mevexwig=@var{0}
382 @itemx -mevexwig=@var{1}
383 These options control how the assembler should encode w-ignored (WIG)
384 EVEX instructions.  @option{-mevexwig=@var{0}} will encode WIG
385 EVEX instructions with evex.w = 0, which is the default.
386 @option{-mevexwig=@var{1}} will encode WIG EVEX instructions with
387 evex.w = 1.
389 @cindex @samp{-mmnemonic=} option, i386
390 @cindex @samp{-mmnemonic=} option, x86-64
391 @item -mmnemonic=@var{att}
392 @itemx -mmnemonic=@var{intel}
393 This option specifies instruction mnemonic for matching instructions.
394 The @code{.att_mnemonic} and @code{.intel_mnemonic} directives will
395 take precedent.
397 @cindex @samp{-msyntax=} option, i386
398 @cindex @samp{-msyntax=} option, x86-64
399 @item -msyntax=@var{att}
400 @itemx -msyntax=@var{intel}
401 This option specifies instruction syntax when processing instructions.
402 The @code{.att_syntax} and @code{.intel_syntax} directives will
403 take precedent.
405 @cindex @samp{-mnaked-reg} option, i386
406 @cindex @samp{-mnaked-reg} option, x86-64
407 @item -mnaked-reg
408 This option specifies that registers don't require a @samp{%} prefix.
409 The @code{.att_syntax} and @code{.intel_syntax} directives will take precedent.
411 @cindex @samp{-madd-bnd-prefix} option, i386
412 @cindex @samp{-madd-bnd-prefix} option, x86-64
413 @item -madd-bnd-prefix
414 This option forces the assembler to add BND prefix to all branches, even
415 if such prefix was not explicitly specified in the source code.
417 @cindex @samp{-mshared} option, i386
418 @cindex @samp{-mshared} option, x86-64
419 @item -mno-shared
420 On ELF target, the assembler normally optimizes out non-PLT relocations
421 against defined non-weak global branch targets with default visibility.
422 The @samp{-mshared} option tells the assembler to generate code which
423 may go into a shared library where all non-weak global branch targets
424 with default visibility can be preempted.  The resulting code is
425 slightly bigger.  This option only affects the handling of branch
426 instructions.
428 @cindex @samp{-mbig-obj} option, i386
429 @cindex @samp{-mbig-obj} option, x86-64
430 @item -mbig-obj
431 On PE/COFF target this option forces the use of big object file
432 format, which allows more than 32768 sections.
434 @cindex @samp{-momit-lock-prefix=} option, i386
435 @cindex @samp{-momit-lock-prefix=} option, x86-64
436 @item -momit-lock-prefix=@var{no}
437 @itemx -momit-lock-prefix=@var{yes}
438 These options control how the assembler should encode lock prefix.
439 This option is intended as a workaround for processors, that fail on
440 lock prefix. This option can only be safely used with single-core,
441 single-thread computers
442 @option{-momit-lock-prefix=@var{yes}} will omit all lock prefixes.
443 @option{-momit-lock-prefix=@var{no}} will encode lock prefix as usual,
444 which is the default.
446 @cindex @samp{-mfence-as-lock-add=} option, i386
447 @cindex @samp{-mfence-as-lock-add=} option, x86-64
448 @item -mfence-as-lock-add=@var{no}
449 @itemx -mfence-as-lock-add=@var{yes}
450 These options control how the assembler should encode lfence, mfence and
451 sfence.
452 @option{-mfence-as-lock-add=@var{yes}} will encode lfence, mfence and
453 sfence as @samp{lock addl $0x0, (%rsp)} in 64-bit mode and
454 @samp{lock addl $0x0, (%esp)} in 32-bit mode.
455 @option{-mfence-as-lock-add=@var{no}} will encode lfence, mfence and
456 sfence as usual, which is the default.
458 @cindex @samp{-mrelax-relocations=} option, i386
459 @cindex @samp{-mrelax-relocations=} option, x86-64
460 @item -mrelax-relocations=@var{no}
461 @itemx -mrelax-relocations=@var{yes}
462 These options control whether the assembler should generate relax
463 relocations, R_386_GOT32X, in 32-bit mode, or R_X86_64_GOTPCRELX and
464 R_X86_64_REX_GOTPCRELX, in 64-bit mode.
465 @option{-mrelax-relocations=@var{yes}} will generate relax relocations.
466 @option{-mrelax-relocations=@var{no}} will not generate relax
467 relocations.  The default can be controlled by a configure option
468 @option{--enable-x86-relax-relocations}.
470 @cindex @samp{-malign-branch-boundary=} option, i386
471 @cindex @samp{-malign-branch-boundary=} option, x86-64
472 @item -malign-branch-boundary=@var{NUM}
473 This option controls how the assembler should align branches with segment
474 prefixes or NOP.  @var{NUM} must be a power of 2.  It should be 0 or
475 no less than 16.  Branches will be aligned within @var{NUM} byte
476 boundary.  @option{-malign-branch-boundary=0}, which is the default,
477 doesn't align branches.
479 @cindex @samp{-malign-branch=} option, i386
480 @cindex @samp{-malign-branch=} option, x86-64
481 @item -malign-branch=@var{TYPE}[+@var{TYPE}...]
482 This option specifies types of branches to align. @var{TYPE} is
483 combination of @samp{jcc}, which aligns conditional jumps,
484 @samp{fused}, which aligns fused conditional jumps, @samp{jmp},
485 which aligns unconditional jumps, @samp{call} which aligns calls,
486 @samp{ret}, which aligns rets, @samp{indirect}, which aligns indirect
487 jumps and calls.  The default is @option{-malign-branch=jcc+fused+jmp}.
489 @cindex @samp{-malign-branch-prefix-size=} option, i386
490 @cindex @samp{-malign-branch-prefix-size=} option, x86-64
491 @item -malign-branch-prefix-size=@var{NUM}
492 This option specifies the maximum number of prefixes on an instruction
493 to align branches.  @var{NUM} should be between 0 and 5.  The default
494 @var{NUM} is 5.
496 @cindex @samp{-mbranches-within-32B-boundaries} option, i386
497 @cindex @samp{-mbranches-within-32B-boundaries} option, x86-64
498 @item -mbranches-within-32B-boundaries
499 This option aligns conditional jumps, fused conditional jumps and
500 unconditional jumps within 32 byte boundary with up to 5 segment prefixes
501 on an instruction.  It is equivalent to
502 @option{-malign-branch-boundary=32}
503 @option{-malign-branch=jcc+fused+jmp}
504 @option{-malign-branch-prefix-size=5}.
505 The default doesn't align branches.
507 @cindex @samp{-mlfence-after-load=} option, i386
508 @cindex @samp{-mlfence-after-load=} option, x86-64
509 @item -mlfence-after-load=@var{no}
510 @itemx -mlfence-after-load=@var{yes}
511 These options control whether the assembler should generate lfence
512 after load instructions.  @option{-mlfence-after-load=@var{yes}} will
513 generate lfence.  @option{-mlfence-after-load=@var{no}} will not generate
514 lfence, which is the default.
516 @cindex @samp{-mlfence-before-indirect-branch=} option, i386
517 @cindex @samp{-mlfence-before-indirect-branch=} option, x86-64
518 @item -mlfence-before-indirect-branch=@var{none}
519 @item -mlfence-before-indirect-branch=@var{all}
520 @item -mlfence-before-indirect-branch=@var{register}
521 @itemx -mlfence-before-indirect-branch=@var{memory}
522 These options control whether the assembler should generate lfence
523 before indirect near branch instructions.
524 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{all}} will generate lfence
525 before indirect near branch via register and issue a warning before
526 indirect near branch via memory.
527 It also implicitly sets @option{-mlfence-before-ret=@var{shl}} when
528 there's no explicit @option{-mlfence-before-ret=}.
529 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{register}} will generate
530 lfence before indirect near branch via register.
531 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{memory}} will issue a
532 warning before indirect near branch via memory.
533 @option{-mlfence-before-indirect-branch=@var{none}} will not generate
534 lfence nor issue warning, which is the default.  Note that lfence won't
535 be generated before indirect near branch via register with
536 @option{-mlfence-after-load=@var{yes}} since lfence will be generated
537 after loading branch target register.
539 @cindex @samp{-mlfence-before-ret=} option, i386
540 @cindex @samp{-mlfence-before-ret=} option, x86-64
541 @item -mlfence-before-ret=@var{none}
542 @item -mlfence-before-ret=@var{shl}
543 @item -mlfence-before-ret=@var{or}
544 @item -mlfence-before-ret=@var{yes}
545 @itemx -mlfence-before-ret=@var{not}
546 These options control whether the assembler should generate lfence
547 before ret.  @option{-mlfence-before-ret=@var{or}} will generate
548 generate or instruction with lfence.
549 @option{-mlfence-before-ret=@var{shl/yes}} will generate shl instruction
550 with lfence. @option{-mlfence-before-ret=@var{not}} will generate not
551 instruction with lfence. @option{-mlfence-before-ret=@var{none}} will not
552 generate lfence, which is the default.
554 @cindex @samp{-mx86-used-note=} option, i386
555 @cindex @samp{-mx86-used-note=} option, x86-64
556 @item -mx86-used-note=@var{no}
557 @itemx -mx86-used-note=@var{yes}
558 These options control whether the assembler should generate
559 GNU_PROPERTY_X86_ISA_1_USED and GNU_PROPERTY_X86_FEATURE_2_USED
560 GNU property notes.  The default can be controlled by the
561 @option{--enable-x86-used-note} configure option.
563 @cindex @samp{-mevexrcig=} option, i386
564 @cindex @samp{-mevexrcig=} option, x86-64
565 @item -mevexrcig=@var{rne}
566 @itemx -mevexrcig=@var{rd}
567 @itemx -mevexrcig=@var{ru}
568 @itemx -mevexrcig=@var{rz}
569 These options control how the assembler should encode SAE-only
570 EVEX instructions.  @option{-mevexrcig=@var{rne}} will encode RC bits
571 of EVEX instruction with 00, which is the default.
572 @option{-mevexrcig=@var{rd}}, @option{-mevexrcig=@var{ru}}
573 and @option{-mevexrcig=@var{rz}} will encode SAE-only EVEX instructions
574 with 01, 10 and 11 RC bits, respectively.
576 @cindex @samp{-mamd64} option, x86-64
577 @cindex @samp{-mintel64} option, x86-64
578 @item -mamd64
579 @itemx -mintel64
580 This option specifies that the assembler should accept only AMD64 or
581 Intel64 ISA in 64-bit mode.  The default is to accept common, Intel64
582 only and AMD64 ISAs.
584 @cindex @samp{-O0} option, i386
585 @cindex @samp{-O0} option, x86-64
586 @cindex @samp{-O} option, i386
587 @cindex @samp{-O} option, x86-64
588 @cindex @samp{-O1} option, i386
589 @cindex @samp{-O1} option, x86-64
590 @cindex @samp{-O2} option, i386
591 @cindex @samp{-O2} option, x86-64
592 @cindex @samp{-Os} option, i386
593 @cindex @samp{-Os} option, x86-64
594 @item -O0 | -O | -O1 | -O2 | -Os
595 Optimize instruction encoding with smaller instruction size.  @samp{-O}
596 and @samp{-O1} encode 64-bit register load instructions with 64-bit
597 immediate as 32-bit register load instructions with 31-bit or 32-bits
598 immediates, encode 64-bit register clearing instructions with 32-bit
599 register clearing instructions, encode 256-bit/512-bit VEX/EVEX vector
600 register clearing instructions with 128-bit VEX vector register
601 clearing instructions, encode 128-bit/256-bit EVEX vector
602 register load/store instructions with VEX vector register load/store
603 instructions, and encode 128-bit/256-bit EVEX packed integer logical
604 instructions with 128-bit/256-bit VEX packed integer logical.
606 @samp{-O2} includes @samp{-O1} optimization plus encodes
607 256-bit/512-bit EVEX vector register clearing instructions with 128-bit
608 EVEX vector register clearing instructions.  In 64-bit mode VEX encoded
609 instructions with commutative source operands will also have their
610 source operands swapped if this allows using the 2-byte VEX prefix form
611 instead of the 3-byte one.  Certain forms of AND as well as OR with the
612 same (register) operand specified twice will also be changed to TEST.
614 @samp{-Os} includes @samp{-O2} optimization plus encodes 16-bit, 32-bit
615 and 64-bit register tests with immediate as 8-bit register test with
616 immediate.  @samp{-O0} turns off this optimization.
618 @end table
619 @c man end
621 @node i386-Directives
622 @section x86 specific Directives
624 @cindex machine directives, x86
625 @cindex x86 machine directives
626 @table @code
628 @cindex @code{lcomm} directive, COFF
629 @item .lcomm @var{symbol} , @var{length}[, @var{alignment}]
630 Reserve @var{length} (an absolute expression) bytes for a local common
631 denoted by @var{symbol}.  The section and value of @var{symbol} are
632 those of the new local common.  The addresses are allocated in the bss
633 section, so that at run-time the bytes start off zeroed.  Since
634 @var{symbol} is not declared global, it is normally not visible to
635 @code{@value{LD}}.  The optional third parameter, @var{alignment},
636 specifies the desired alignment of the symbol in the bss section.
638 This directive is only available for COFF based x86 targets.
640 @cindex @code{largecomm} directive, ELF
641 @item .largecomm @var{symbol} , @var{length}[, @var{alignment}]
642 This directive behaves in the same way as the @code{comm} directive
643 except that the data is placed into the @var{.lbss} section instead of
644 the @var{.bss} section @ref{Comm}.
646 The directive is intended to be used for data which requires a large
647 amount of space, and it is only available for ELF based x86_64
648 targets.
650 @cindex @code{value} directive
651 @item .value @var{expression} [, @var{expression}]
652 This directive behaves in the same way as the @code{.short} directive,
653 taking a series of comma separated expressions and storing them as
654 two-byte wide values into the current section.
656 @cindex @code{insn} directive
657 @item .insn [@var{prefix}[,...]] [@var{encoding}] @var{major-opcode}[@code{+r}|@code{/@var{extension}}] [,@var{operand}[,...]]
658 This directive allows composing instructions which @code{@value{AS}}
659 may not know about yet, or which it has no way of expressing (which
660 can be the case for certain alternative encodings).  It assumes certain
661 basic structure in how operands are encoded, and it also only
662 recognizes - with a few extensions as per below - operands otherwise
663 valid for instructions.  Therefore there is no guarantee that
664 everything can be expressed (e.g. the original Intel Xeon Phi's MVEX
665 encodings cannot be expressed).
667 @itemize @bullet
668 @item
669 @var{prefix} expresses one or more opcode prefixes in the usual way.
670 Legacy encoding prefixes altering meaning (0x66, 0xF2, 0xF3) may be
671 specified as high byte of <major-opcode> (perhaps already including an
672 encoding space prefix).  Note that there can only be one such prefix.
673 Segment overrides are better specified in the respective memory
674 operand, as long as there is one.
676 @item
677 @var{encoding} is used to specify VEX, XOP, or EVEX encodings. The
678 syntax tries to resemble that used in documentation:
679 @itemize @bullet
680 @item @code{VEX}[@code{.@var{len}}][@code{.@var{prefix}}][@code{.@var{space}}][@code{.@var{w}}]
681 @item @code{EVEX}[@code{.@var{len}}][@code{.@var{prefix}}][@code{.@var{space}}][@code{.@var{w}}]
682 @item @code{XOP}@var{space}[@code{.@var{len}}][@code{.@var{prefix}}][@code{.@var{w}}]
683 @end itemize
685 Here
686 @itemize @bullet
687 @item @var{len} can be @code{LIG}, @code{128}, @code{256}, or (EVEX
688 only) @code{512} as well as @code{L0} / @code{L1} for VEX / XOP and
689 @code{L0}...@code{L3} for EVEX
690 @item @var{prefix} can be @code{NP}, @code{66}, @code{F3}, or @code{F2}
691 @item @var{space} can be
692 @itemize @bullet
693 @item @code{0f}, @code{0f38}, @code{0f3a}, or @code{M0}...@code{M31}
694 for VEX
695 @item @code{08}...@code{1f} for XOP
696 @item @code{0f}, @code{0f38}, @code{0f3a}, or @code{M0}...@code{M15}
697 for EVEX
698 @end itemize
699 @item @var{w} can be @code{WIG}, @code{W0}, or @code{W1}
700 @end itemize
702 Defaults:
703 @itemize @bullet
704 @item Omitted @var{len} means "infer from operand size" if there is at
705 least one sized vector operand, or @code{LIG} otherwise. (Obviously
706 @var{len} has to be omitted when there's EVEX rounding control
707 specified later in the operands.)
708 @item Omitted @var{prefix} means @code{NP}.
709 @item Omitted @var{space} (VEX/EVEX only) implies encoding space is
710 taken from @var{major-opcode}.
711 @item Omitted @var{w} means "infer from GPR operand size" in 64-bit
712 code if there is at least one GPR(-like) operand, or @code{WIG}
713 otherwise.
714 @end itemize
716 @item
717 @var{major-opcode} is an absolute expression specifying the instruction
718 opcode.  Legacy encoding prefixes altering encoding space (0x0f,
719 0x0f38, 0x0f3a) have to be specified as high byte(s) here.
720 "Degenerate" ModR/M bytes, as present in e.g. certain FPU opcodes or
721 sub-spaces like that of major opcode 0x0f01, generally want encoding as
722 immediate operand (such opcodes wouldn't normally have non-immediate
723 operands); in some cases it may be possible to also encode these as low
724 byte of the major opcode, but there are potential ambiguities.  Also
725 note that after stripping encoding prefixes, the residual has to fit in
726 two bytes (16 bits).  @code{+r} can be suffixed to the major opcode
727 expression to specify register-only encoding forms not using a ModR/M
728 byte.  @code{/@var{extension}} can alternatively be suffixed to the
729 major opcode expression to specify an extension opcode, encoded in bits
730 3-5 of the ModR/M byte.
732 @item
733 @var{operand} is an instruction operand expressed the usual way.
734 Register operands are primarily used to express register numbers as
735 encoded in ModR/M byte and REX/VEX/XOP/EVEX prefixes.  In certain
736 cases the register type (really: size) is also used to derive other
737 encoding attributes, if these aren't specified explicitly.  Note that
738 there is no consistency checking among operands, so entirely bogus
739 mixes of operands are possible.  Note further that only operands
740 actually encoded in the instruction should be specified.  Operands like
741 @samp{%cl} in shift/rotate instructions have to be omitted, or else
742 they'll be encoded as an ordinary (register) operand.  Operand order
743 may also not match that of the actual instruction (see below).
744 @end itemize
746 Encoding of operands: While for a memory operand (of which there can be
747 only one) it is clear how to encode it in the resulting ModR/M byte,
748 register operands are encoded strictly in this order (operand counts do
749 not include immediate ones in the enumeration below, and if there was an
750 extension opcode specified it counts as a register operand; VEX.vvvv
751 is meant to cover XOP and EVEX as well):
753 @itemize @bullet
754 @item VEX.vvvv for 1-register-operand VEX/XOP/EVEX insns,
755 @item ModR/M.rm, ModR/M.reg for 2-operand insns,
756 @item ModR/M.rm, VEX.vvvv, ModR/M.reg for 3-operand insns, and
757 @item Imm@{4,5@}, ModR/M.rm, VEX.vvvv, ModR/M.reg for 4-operand insns,
758 @end itemize
760 obviously with the ModR/M.rm slot skipped when there is a memory
761 operand, and obviously with the ModR/M.reg slot skipped when there is
762 an extension opcode.  For Intel syntax of course the opposite order
763 applies.  With @code{+r} (and hence no ModR/M) there can only be a
764 single register operand for legacy encodings.  VEX and alike can have
765 two register operands, where the second (first in Intel syntax) would
766 go into VEX.vvvv.
768 Immediate operands (including immediate-like displacements, i.e. when
769 not part of ModR/M addressing) are emitted in the order specified,
770 regardless of AT&T or Intel syntax.  Since it may not be possible to
771 infer the size of such immediates, they can be suffixed by
772 @code{@{:s@var{n}@}} or @code{@{:u@var{n}@}}, representing signed /
773 unsigned immediates of the given number of bits respectively.  When
774 emitting such operands, the number of bits will be rounded up to the
775 smallest suitable of 8, 16, 32, or 64.  Immediates wider than 32 bits
776 are permitted in 64-bit code only.
778 For EVEX encoding memory operands with a displacement need to know
779 Disp8 scaling size in order to use an 8-bit displacement.  For many
780 instructions this can be inferred from the types of other operands
781 specified.  In Intel syntax @samp{DWORD PTR} and alike can be used to
782 specify the respective size.  In AT&T syntax the memory operands can
783 be suffixed by @code{@{:d@var{n}@}} to specify the size (in bytes).
784 This can be combined with an embedded broadcast specifier:
785 @samp{8(%eax)@{1to8:d8@}}.
787 @cindex @code{noopt} directive
788 @item .noopt
789 Disable instruction size optimization.
791 @c FIXME: Document other x86 specific directives ?  Eg: .code16gcc,
793 @end table
795 @node i386-Syntax
796 @section i386 Syntactical Considerations
797 @menu
798 * i386-Variations::           AT&T Syntax versus Intel Syntax
799 * i386-Chars::                Special Characters
800 @end menu
802 @node i386-Variations
803 @subsection AT&T Syntax versus Intel Syntax
805 @cindex i386 intel_syntax pseudo op
806 @cindex intel_syntax pseudo op, i386
807 @cindex i386 att_syntax pseudo op
808 @cindex att_syntax pseudo op, i386
809 @cindex i386 syntax compatibility
810 @cindex syntax compatibility, i386
811 @cindex x86-64 intel_syntax pseudo op
812 @cindex intel_syntax pseudo op, x86-64
813 @cindex x86-64 att_syntax pseudo op
814 @cindex att_syntax pseudo op, x86-64
815 @cindex x86-64 syntax compatibility
816 @cindex syntax compatibility, x86-64
818 @code{@value{AS}} now supports assembly using Intel assembler syntax.
819 @code{.intel_syntax} selects Intel mode, and @code{.att_syntax} switches
820 back to the usual AT&T mode for compatibility with the output of
821 @code{@value{GCC}}.  Either of these directives may have an optional
822 argument, @code{prefix}, or @code{noprefix} specifying whether registers
823 require a @samp{%} prefix.  AT&T System V/386 assembler syntax is quite
824 different from Intel syntax.  We mention these differences because
825 almost all 80386 documents use Intel syntax.  Notable differences
826 between the two syntaxes are:
828 @cindex immediate operands, i386
829 @cindex i386 immediate operands
830 @cindex register operands, i386
831 @cindex i386 register operands
832 @cindex jump/call operands, i386
833 @cindex i386 jump/call operands
834 @cindex operand delimiters, i386
836 @cindex immediate operands, x86-64
837 @cindex x86-64 immediate operands
838 @cindex register operands, x86-64
839 @cindex x86-64 register operands
840 @cindex jump/call operands, x86-64
841 @cindex x86-64 jump/call operands
842 @cindex operand delimiters, x86-64
843 @itemize @bullet
844 @item
845 AT&T immediate operands are preceded by @samp{$}; Intel immediate
846 operands are undelimited (Intel @samp{push 4} is AT&T @samp{pushl $4}).
847 AT&T register operands are preceded by @samp{%}; Intel register operands
848 are undelimited.  AT&T absolute (as opposed to PC relative) jump/call
849 operands are prefixed by @samp{*}; they are undelimited in Intel syntax.
851 @cindex i386 source, destination operands
852 @cindex source, destination operands; i386
853 @cindex x86-64 source, destination operands
854 @cindex source, destination operands; x86-64
855 @item
856 AT&T and Intel syntax use the opposite order for source and destination
857 operands.  Intel @samp{add eax, 4} is @samp{addl $4, %eax}.  The
858 @samp{source, dest} convention is maintained for compatibility with
859 previous Unix assemblers.  Note that @samp{bound}, @samp{invlpga}, and
860 instructions with 2 immediate operands, such as the @samp{enter}
861 instruction, do @emph{not} have reversed order.  @ref{i386-Bugs}.
863 @cindex mnemonic suffixes, i386
864 @cindex sizes operands, i386
865 @cindex i386 size suffixes
866 @cindex mnemonic suffixes, x86-64
867 @cindex sizes operands, x86-64
868 @cindex x86-64 size suffixes
869 @item
870 In AT&T syntax the size of memory operands is determined from the last
871 character of the instruction mnemonic.  Mnemonic suffixes of @samp{b},
872 @samp{w}, @samp{l} and @samp{q} specify byte (8-bit), word (16-bit), long
873 (32-bit) and quadruple word (64-bit) memory references.  Mnemonic suffixes
874 of @samp{x}, @samp{y} and @samp{z} specify xmm (128-bit vector), ymm
875 (256-bit vector) and zmm (512-bit vector) memory references, only when there's
876 no other way to disambiguate an instruction.  Intel syntax accomplishes this by
877 prefixing memory operands (@emph{not} the instruction mnemonics) with
878 @samp{byte ptr}, @samp{word ptr}, @samp{dword ptr}, @samp{qword ptr},
879 @samp{xmmword ptr}, @samp{ymmword ptr} and @samp{zmmword ptr}.  Thus, Intel
880 syntax @samp{mov al, byte ptr @var{foo}} is @samp{movb @var{foo}, %al} in AT&T
881 syntax.  In Intel syntax, @samp{fword ptr}, @samp{tbyte ptr} and
882 @samp{oword ptr} specify 48-bit, 80-bit and 128-bit memory references.
884 In 64-bit code, @samp{movabs} can be used to encode the @samp{mov}
885 instruction with the 64-bit displacement or immediate operand.
887 @cindex return instructions, i386
888 @cindex i386 jump, call, return
889 @cindex return instructions, x86-64
890 @cindex x86-64 jump, call, return
891 @item
892 Immediate form long jumps and calls are
893 @samp{lcall/ljmp $@var{section}, $@var{offset}} in AT&T syntax; the
894 Intel syntax is
895 @samp{call/jmp far @var{section}:@var{offset}}.  Also, the far return
896 instruction
897 is @samp{lret $@var{stack-adjust}} in AT&T syntax; Intel syntax is
898 @samp{ret far @var{stack-adjust}}.
900 @cindex sections, i386
901 @cindex i386 sections
902 @cindex sections, x86-64
903 @cindex x86-64 sections
904 @item
905 The AT&T assembler does not provide support for multiple section
906 programs.  Unix style systems expect all programs to be single sections.
907 @end itemize
909 @node i386-Chars
910 @subsection Special Characters
912 @cindex line comment character, i386
913 @cindex i386 line comment character
914 The presence of a @samp{#} appearing anywhere on a line indicates the
915 start of a comment that extends to the end of that line.
917 If a @samp{#} appears as the first character of a line then the whole
918 line is treated as a comment, but in this case the line can also be a
919 logical line number directive (@pxref{Comments}) or a preprocessor
920 control command (@pxref{Preprocessing}).
922 If the @option{--divide} command-line option has not been specified
923 then the @samp{/} character appearing anywhere on a line also
924 introduces a line comment.
926 @cindex line separator, i386
927 @cindex statement separator, i386
928 @cindex i386 line separator
929 The @samp{;} character can be used to separate statements on the same
930 line.
932 @node i386-Mnemonics
933 @section i386-Mnemonics
934 @subsection Instruction Naming
936 @cindex i386 instruction naming
937 @cindex instruction naming, i386
938 @cindex x86-64 instruction naming
939 @cindex instruction naming, x86-64
941 Instruction mnemonics are suffixed with one character modifiers which
942 specify the size of operands.  The letters @samp{b}, @samp{w}, @samp{l}
943 and @samp{q} specify byte, word, long and quadruple word operands.  If
944 no suffix is specified by an instruction then @code{@value{AS}} tries to
945 fill in the missing suffix based on the destination register operand
946 (the last one by convention).  Thus, @samp{mov %ax, %bx} is equivalent
947 to @samp{movw %ax, %bx}; also, @samp{mov $1, %bx} is equivalent to
948 @samp{movw $1, bx}.  Note that this is incompatible with the AT&T Unix
949 assembler which assumes that a missing mnemonic suffix implies long
950 operand size.  (This incompatibility does not affect compiler output
951 since compilers always explicitly specify the mnemonic suffix.)
953 When there is no sizing suffix and no (suitable) register operands to
954 deduce the size of memory operands, with a few exceptions and where long
955 operand size is possible in the first place, operand size will default
956 to long in 32- and 64-bit modes.  Similarly it will default to short in
957 16-bit mode. Noteworthy exceptions are
959 @itemize @bullet
960 @item
961 Instructions with an implicit on-stack operand as well as branches,
962 which default to quad in 64-bit mode.
964 @item
965 Sign- and zero-extending moves, which default to byte size source
966 operands.
968 @item
969 Floating point insns with integer operands, which default to short (for
970 perhaps historical reasons).
972 @item
973 CRC32 with a 64-bit destination, which defaults to a quad source
974 operand.
976 @end itemize
978 @cindex encoding options, i386
979 @cindex encoding options, x86-64
981 Different encoding options can be specified via pseudo prefixes:
983 @itemize @bullet
984 @item
985 @samp{@{disp8@}} -- prefer 8-bit displacement.
987 @item
988 @samp{@{disp32@}} -- prefer 32-bit displacement.
990 @item
991 @samp{@{disp16@}} -- prefer 16-bit displacement.
993 @item
994 @samp{@{load@}} -- prefer load-form instruction.
996 @item
997 @samp{@{store@}} -- prefer store-form instruction.
999 @item
1000 @samp{@{vex@}} --  encode with VEX prefix.
1002 @item
1003 @samp{@{vex3@}} -- encode with 3-byte VEX prefix.
1005 @item
1006 @samp{@{evex@}} --  encode with EVEX prefix.
1008 @item
1009 @samp{@{rex@}} -- prefer REX prefix for integer and legacy vector
1010 instructions (x86-64 only).  Note that this differs from the @samp{rex}
1011 prefix which generates REX prefix unconditionally.
1013 @item
1014 @samp{@{rex2@}} -- prefer REX2 prefix for integer and legacy vector
1015 instructions (APX_F only).
1017 @item
1018 @samp{@{nooptimize@}} -- disable instruction size optimization.
1019 @end itemize
1021 Mnemonics of Intel VNNI/IFMA instructions are encoded with the EVEX prefix
1022 by default.  The pseudo @samp{@{vex@}} prefix can be used to encode
1023 mnemonics of Intel VNNI/IFMA instructions with the VEX prefix.
1025 @cindex conversion instructions, i386
1026 @cindex i386 conversion instructions
1027 @cindex conversion instructions, x86-64
1028 @cindex x86-64 conversion instructions
1029 The Intel-syntax conversion instructions
1031 @itemize @bullet
1032 @item
1033 @samp{cbw} --- sign-extend byte in @samp{%al} to word in @samp{%ax},
1035 @item
1036 @samp{cwde} --- sign-extend word in @samp{%ax} to long in @samp{%eax},
1038 @item
1039 @samp{cwd} --- sign-extend word in @samp{%ax} to long in @samp{%dx:%ax},
1041 @item
1042 @samp{cdq} --- sign-extend dword in @samp{%eax} to quad in @samp{%edx:%eax},
1044 @item
1045 @samp{cdqe} --- sign-extend dword in @samp{%eax} to quad in @samp{%rax}
1046 (x86-64 only),
1048 @item
1049 @samp{cqo} --- sign-extend quad in @samp{%rax} to octuple in
1050 @samp{%rdx:%rax} (x86-64 only),
1051 @end itemize
1053 @noindent
1054 are called @samp{cbtw}, @samp{cwtl}, @samp{cwtd}, @samp{cltd}, @samp{cltq}, and
1055 @samp{cqto} in AT&T naming.  @code{@value{AS}} accepts either naming for these
1056 instructions.
1058 @cindex extension instructions, i386
1059 @cindex i386 extension instructions
1060 @cindex extension instructions, x86-64
1061 @cindex x86-64 extension instructions
1062 The Intel-syntax extension instructions
1064 @itemize @bullet
1065 @item
1066 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg16}.
1068 @item
1069 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg32}.
1071 @item
1072 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg64}
1073 (x86-64 only).
1075 @item
1076 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg32}
1078 @item
1079 @samp{movsx} --- sign-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg64}
1080 (x86-64 only).
1082 @item
1083 @samp{movsxd} --- sign-extend @samp{reg32/mem32} to @samp{reg64}
1084 (x86-64 only).
1086 @item
1087 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg16}.
1089 @item
1090 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg32}.
1092 @item
1093 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg8/mem8} to @samp{reg64}
1094 (x86-64 only).
1096 @item
1097 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg32}
1099 @item
1100 @samp{movzx} --- zero-extend @samp{reg16/mem16} to @samp{reg64}
1101 (x86-64 only).
1102 @end itemize
1104 @noindent
1105 are called @samp{movsbw/movsxb/movsx}, @samp{movsbl/movsxb/movsx},
1106 @samp{movsbq/movsxb/movsx}, @samp{movswl/movsxw}, @samp{movswq/movsxw},
1107 @samp{movslq/movsxl}, @samp{movzbw/movzxb/movzx},
1108 @samp{movzbl/movzxb/movzx}, @samp{movzbq/movzxb/movzx},
1109 @samp{movzwl/movzxw} and @samp{movzwq/movzxw} in AT&T syntax.
1111 @cindex jump instructions, i386
1112 @cindex call instructions, i386
1113 @cindex jump instructions, x86-64
1114 @cindex call instructions, x86-64
1115 Far call/jump instructions are @samp{lcall} and @samp{ljmp} in
1116 AT&T syntax, but are @samp{call far} and @samp{jump far} in Intel
1117 convention.
1119 @subsection AT&T Mnemonic versus Intel Mnemonic
1121 @cindex i386 mnemonic compatibility
1122 @cindex mnemonic compatibility, i386
1124 @code{@value{AS}} supports assembly using Intel mnemonic.
1125 @code{.intel_mnemonic} selects Intel mnemonic with Intel syntax, and
1126 @code{.att_mnemonic} switches back to the usual AT&T mnemonic with AT&T
1127 syntax for compatibility with the output of @code{@value{GCC}}.
1128 Several x87 instructions, @samp{fadd}, @samp{fdiv}, @samp{fdivp},
1129 @samp{fdivr}, @samp{fdivrp}, @samp{fmul}, @samp{fsub}, @samp{fsubp},
1130 @samp{fsubr} and @samp{fsubrp},  are implemented in AT&T System V/386
1131 assembler with different mnemonics from those in Intel IA32 specification.
1132 @code{@value{GCC}} generates those instructions with AT&T mnemonic.
1134 @itemize @bullet
1135 @item @samp{movslq} with AT&T mnemonic only accepts 64-bit destination
1136 register.  @samp{movsxd} should be used to encode 16-bit or 32-bit
1137 destination register with both AT&T and Intel mnemonics.
1138 @end itemize
1140 @node i386-Regs
1141 @section Register Naming
1143 @cindex i386 registers
1144 @cindex registers, i386
1145 @cindex x86-64 registers
1146 @cindex registers, x86-64
1147 Register operands are always prefixed with @samp{%}.  The 80386 registers
1148 consist of
1150 @itemize @bullet
1151 @item
1152 the 8 32-bit registers @samp{%eax} (the accumulator), @samp{%ebx},
1153 @samp{%ecx}, @samp{%edx}, @samp{%edi}, @samp{%esi}, @samp{%ebp} (the
1154 frame pointer), and @samp{%esp} (the stack pointer).
1156 @item
1157 the 8 16-bit low-ends of these: @samp{%ax}, @samp{%bx}, @samp{%cx},
1158 @samp{%dx}, @samp{%di}, @samp{%si}, @samp{%bp}, and @samp{%sp}.
1160 @item
1161 the 8 8-bit registers: @samp{%ah}, @samp{%al}, @samp{%bh},
1162 @samp{%bl}, @samp{%ch}, @samp{%cl}, @samp{%dh}, and @samp{%dl} (These
1163 are the high-bytes and low-bytes of @samp{%ax}, @samp{%bx},
1164 @samp{%cx}, and @samp{%dx})
1166 @item
1167 the 6 section registers @samp{%cs} (code section), @samp{%ds}
1168 (data section), @samp{%ss} (stack section), @samp{%es}, @samp{%fs},
1169 and @samp{%gs}.
1171 @item
1172 the 5 processor control registers @samp{%cr0}, @samp{%cr2},
1173 @samp{%cr3}, @samp{%cr4}, and @samp{%cr8}.
1175 @item
1176 the 6 debug registers @samp{%db0}, @samp{%db1}, @samp{%db2},
1177 @samp{%db3}, @samp{%db6}, and @samp{%db7}.
1179 @item
1180 the 2 test registers @samp{%tr6} and @samp{%tr7}.
1182 @item
1183 the 8 floating point register stack @samp{%st} or equivalently
1184 @samp{%st(0)}, @samp{%st(1)}, @samp{%st(2)}, @samp{%st(3)},
1185 @samp{%st(4)}, @samp{%st(5)}, @samp{%st(6)}, and @samp{%st(7)}.
1186 These registers are overloaded by 8 MMX registers @samp{%mm0},
1187 @samp{%mm1}, @samp{%mm2}, @samp{%mm3}, @samp{%mm4}, @samp{%mm5},
1188 @samp{%mm6} and @samp{%mm7}.
1190 @item
1191 the 8 128-bit SSE registers registers @samp{%xmm0}, @samp{%xmm1}, @samp{%xmm2},
1192 @samp{%xmm3}, @samp{%xmm4}, @samp{%xmm5}, @samp{%xmm6} and @samp{%xmm7}.
1193 @end itemize
1195 The AMD x86-64 architecture extends the register set by:
1197 @itemize @bullet
1198 @item
1199 enhancing the 8 32-bit registers to 64-bit: @samp{%rax} (the
1200 accumulator), @samp{%rbx}, @samp{%rcx}, @samp{%rdx}, @samp{%rdi},
1201 @samp{%rsi}, @samp{%rbp} (the frame pointer), @samp{%rsp} (the stack
1202 pointer)
1204 @item
1205 the 8 extended registers @samp{%r8}--@samp{%r15}.
1207 @item
1208 the 8 32-bit low ends of the extended registers: @samp{%r8d}--@samp{%r15d}.
1210 @item
1211 the 8 16-bit low ends of the extended registers: @samp{%r8w}--@samp{%r15w}.
1213 @item
1214 the 8 8-bit low ends of the extended registers: @samp{%r8b}--@samp{%r15b}.
1216 @item
1217 the 4 8-bit registers: @samp{%sil}, @samp{%dil}, @samp{%bpl}, @samp{%spl}.
1219 @item
1220 the 8 debug registers: @samp{%db8}--@samp{%db15}.
1222 @item
1223 the 8 128-bit SSE registers: @samp{%xmm8}--@samp{%xmm15}.
1224 @end itemize
1226 With the AVX extensions more registers were made available:
1228 @itemize @bullet
1230 @item
1231 the 16 256-bit SSE @samp{%ymm0}--@samp{%ymm15} (only the first 8
1232 available in 32-bit mode).  The bottom 128 bits are overlaid with the
1233 @samp{xmm0}--@samp{xmm15} registers.
1235 @end itemize
1237 The AVX512 extensions added the following registers:
1239 @itemize @bullet
1241 @item
1242 the 32 512-bit registers @samp{%zmm0}--@samp{%zmm31} (only the first 8
1243 available in 32-bit mode).  The bottom 128 bits are overlaid with the
1244 @samp{%xmm0}--@samp{%xmm31} registers and the first 256 bits are
1245 overlaid with the @samp{%ymm0}--@samp{%ymm31} registers.
1247 @item
1248 the 8 mask registers @samp{%k0}--@samp{%k7}.
1250 @end itemize
1252 @node i386-Prefixes
1253 @section Instruction Prefixes
1255 @cindex i386 instruction prefixes
1256 @cindex instruction prefixes, i386
1257 @cindex prefixes, i386
1258 Instruction prefixes are used to modify the following instruction.  They
1259 are used to repeat string instructions, to provide section overrides, to
1260 perform bus lock operations, and to change operand and address sizes.
1261 (Most instructions that normally operate on 32-bit operands will use
1262 16-bit operands if the instruction has an ``operand size'' prefix.)
1263 Instruction prefixes are best written on the same line as the instruction
1264 they act upon. For example, the @samp{scas} (scan string) instruction is
1265 repeated with:
1267 @smallexample
1268         repne scas %es:(%edi),%al
1269 @end smallexample
1271 You may also place prefixes on the lines immediately preceding the
1272 instruction, but this circumvents checks that @code{@value{AS}} does
1273 with prefixes, and will not work with all prefixes.
1275 Here is a list of instruction prefixes:
1277 @cindex section override prefixes, i386
1278 @itemize @bullet
1279 @item
1280 Section override prefixes @samp{cs}, @samp{ds}, @samp{ss}, @samp{es},
1281 @samp{fs}, @samp{gs}.  These are automatically added by specifying
1282 using the @var{section}:@var{memory-operand} form for memory references.
1284 @cindex size prefixes, i386
1285 @item
1286 Operand/Address size prefixes @samp{data16} and @samp{addr16}
1287 change 32-bit operands/addresses into 16-bit operands/addresses,
1288 while @samp{data32} and @samp{addr32} change 16-bit ones (in a
1289 @code{.code16} section) into 32-bit operands/addresses.  These prefixes
1290 @emph{must} appear on the same line of code as the instruction they
1291 modify. For example, in a 16-bit @code{.code16} section, you might
1292 write:
1294 @smallexample
1295         addr32 jmpl *(%ebx)
1296 @end smallexample
1298 @cindex bus lock prefixes, i386
1299 @cindex inhibiting interrupts, i386
1300 @item
1301 The bus lock prefix @samp{lock} inhibits interrupts during execution of
1302 the instruction it precedes.  (This is only valid with certain
1303 instructions; see a 80386 manual for details).
1305 @cindex coprocessor wait, i386
1306 @item
1307 The wait for coprocessor prefix @samp{wait} waits for the coprocessor to
1308 complete the current instruction.  This should never be needed for the
1309 80386/80387 combination.
1311 @cindex repeat prefixes, i386
1312 @item
1313 The @samp{rep}, @samp{repe}, and @samp{repne} prefixes are added
1314 to string instructions to make them repeat @samp{%ecx} times (@samp{%cx}
1315 times if the current address size is 16-bits).
1316 @cindex REX prefixes, i386
1317 @item
1318 The @samp{rex} family of prefixes is used by x86-64 to encode
1319 extensions to i386 instruction set.  The @samp{rex} prefix has four
1320 bits --- an operand size overwrite (@code{64}) used to change operand size
1321 from 32-bit to 64-bit and X, Y and Z extensions bits used to extend the
1322 register set.
1324 You may write the @samp{rex} prefixes directly. The @samp{rex64xyz}
1325 instruction emits @samp{rex} prefix with all the bits set.  By omitting
1326 the @code{64}, @code{x}, @code{y} or @code{z} you may write other
1327 prefixes as well.  Normally, there is no need to write the prefixes
1328 explicitly, since gas will automatically generate them based on the
1329 instruction operands.
1330 @end itemize
1332 @node i386-Memory
1333 @section Memory References
1335 @cindex i386 memory references
1336 @cindex memory references, i386
1337 @cindex x86-64 memory references
1338 @cindex memory references, x86-64
1339 An Intel syntax indirect memory reference of the form
1341 @smallexample
1342 @var{section}:[@var{base} + @var{index}*@var{scale} + @var{disp}]
1343 @end smallexample
1345 @noindent
1346 is translated into the AT&T syntax
1348 @smallexample
1349 @var{section}:@var{disp}(@var{base}, @var{index}, @var{scale})
1350 @end smallexample
1352 @noindent
1353 where @var{base} and @var{index} are the optional 32-bit base and
1354 index registers, @var{disp} is the optional displacement, and
1355 @var{scale}, taking the values 1, 2, 4, and 8, multiplies @var{index}
1356 to calculate the address of the operand.  If no @var{scale} is
1357 specified, @var{scale} is taken to be 1.  @var{section} specifies the
1358 optional section register for the memory operand, and may override the
1359 default section register (see a 80386 manual for section register
1360 defaults). Note that section overrides in AT&T syntax @emph{must}
1361 be preceded by a @samp{%}.  If you specify a section override which
1362 coincides with the default section register, @code{@value{AS}} does @emph{not}
1363 output any section register override prefixes to assemble the given
1364 instruction.  Thus, section overrides can be specified to emphasize which
1365 section register is used for a given memory operand.
1367 Here are some examples of Intel and AT&T style memory references:
1369 @table @asis
1370 @item AT&T: @samp{-4(%ebp)}, Intel:  @samp{[ebp - 4]}
1371 @var{base} is @samp{%ebp}; @var{disp} is @samp{-4}. @var{section} is
1372 missing, and the default section is used (@samp{%ss} for addressing with
1373 @samp{%ebp} as the base register).  @var{index}, @var{scale} are both missing.
1375 @item AT&T: @samp{foo(,%eax,4)}, Intel: @samp{[foo + eax*4]}
1376 @var{index} is @samp{%eax} (scaled by a @var{scale} 4); @var{disp} is
1377 @samp{foo}.  All other fields are missing.  The section register here
1378 defaults to @samp{%ds}.
1380 @item AT&T: @samp{foo(,1)}; Intel @samp{[foo]}
1381 This uses the value pointed to by @samp{foo} as a memory operand.
1382 Note that @var{base} and @var{index} are both missing, but there is only
1383 @emph{one} @samp{,}.  This is a syntactic exception.
1385 @item AT&T: @samp{%gs:foo}; Intel @samp{gs:foo}
1386 This selects the contents of the variable @samp{foo} with section
1387 register @var{section} being @samp{%gs}.
1388 @end table
1390 Absolute (as opposed to PC relative) call and jump operands must be
1391 prefixed with @samp{*}.  If no @samp{*} is specified, @code{@value{AS}}
1392 always chooses PC relative addressing for jump/call labels.
1394 Any instruction that has a memory operand, but no register operand,
1395 @emph{must} specify its size (byte, word, long, or quadruple) with an
1396 instruction mnemonic suffix (@samp{b}, @samp{w}, @samp{l} or @samp{q},
1397 respectively).
1399 The x86-64 architecture adds an RIP (instruction pointer relative)
1400 addressing.  This addressing mode is specified by using @samp{rip} as a
1401 base register.  Only constant offsets are valid. For example:
1403 @table @asis
1404 @item AT&T: @samp{1234(%rip)}, Intel: @samp{[rip + 1234]}
1405 Points to the address 1234 bytes past the end of the current
1406 instruction.
1408 @item AT&T: @samp{symbol(%rip)}, Intel: @samp{[rip + symbol]}
1409 Points to the @code{symbol} in RIP relative way, this is shorter than
1410 the default absolute addressing.
1411 @end table
1413 Other addressing modes remain unchanged in x86-64 architecture, except
1414 registers used are 64-bit instead of 32-bit.
1416 @node i386-Jumps
1417 @section Handling of Jump Instructions
1419 @cindex jump optimization, i386
1420 @cindex i386 jump optimization
1421 @cindex jump optimization, x86-64
1422 @cindex x86-64 jump optimization
1423 Jump instructions are always optimized to use the smallest possible
1424 displacements.  This is accomplished by using byte (8-bit) displacement
1425 jumps whenever the target is sufficiently close.  If a byte displacement
1426 is insufficient a long displacement is used.  We do not support
1427 word (16-bit) displacement jumps in 32-bit mode (i.e. prefixing the jump
1428 instruction with the @samp{data16} instruction prefix), since the 80386
1429 insists upon masking @samp{%eip} to 16 bits after the word displacement
1430 is added. (See also @pxref{i386-Arch})
1432 Note that the @samp{jcxz}, @samp{jecxz}, @samp{loop}, @samp{loopz},
1433 @samp{loope}, @samp{loopnz} and @samp{loopne} instructions only come in byte
1434 displacements, so that if you use these instructions (@code{@value{GCC}} does
1435 not use them) you may get an error message (and incorrect code).  The AT&T
1436 80386 assembler tries to get around this problem by expanding @samp{jcxz foo}
1439 @smallexample
1440          jcxz cx_zero
1441          jmp cx_nonzero
1442 cx_zero: jmp foo
1443 cx_nonzero:
1444 @end smallexample
1446 @node i386-Float
1447 @section Floating Point
1449 @cindex i386 floating point
1450 @cindex floating point, i386
1451 @cindex x86-64 floating point
1452 @cindex floating point, x86-64
1453 All 80387 floating point types except packed BCD are supported.
1454 (BCD support may be added without much difficulty).  These data
1455 types are 16-, 32-, and 64- bit integers, and single (32-bit),
1456 double (64-bit), and extended (80-bit) precision floating point.
1457 Each supported type has an instruction mnemonic suffix and a constructor
1458 associated with it.  Instruction mnemonic suffixes specify the operand's
1459 data type.  Constructors build these data types into memory.
1461 @cindex @code{float} directive, i386
1462 @cindex @code{single} directive, i386
1463 @cindex @code{double} directive, i386
1464 @cindex @code{tfloat} directive, i386
1465 @cindex @code{hfloat} directive, i386
1466 @cindex @code{bfloat16} directive, i386
1467 @cindex @code{float} directive, x86-64
1468 @cindex @code{single} directive, x86-64
1469 @cindex @code{double} directive, x86-64
1470 @cindex @code{tfloat} directive, x86-64
1471 @cindex @code{hfloat} directive, x86-64
1472 @cindex @code{bfloat16} directive, x86-64
1473 @itemize @bullet
1474 @item
1475 Floating point constructors are @samp{.float} or @samp{.single},
1476 @samp{.double}, @samp{.tfloat}, @samp{.hfloat}, and @samp{.bfloat16} for 32-,
1477 64-, 80-, and 16-bit (two flavors) formats respectively.  The former three
1478 correspond to instruction mnemonic suffixes @samp{s}, @samp{l}, and @samp{t}.
1479 @samp{t} stands for 80-bit (ten byte) real.  The 80387 only supports this
1480 format via the @samp{fldt} (load 80-bit real to stack top) and @samp{fstpt}
1481 (store 80-bit real and pop stack) instructions.
1483 @cindex @code{word} directive, i386
1484 @cindex @code{long} directive, i386
1485 @cindex @code{int} directive, i386
1486 @cindex @code{quad} directive, i386
1487 @cindex @code{word} directive, x86-64
1488 @cindex @code{long} directive, x86-64
1489 @cindex @code{int} directive, x86-64
1490 @cindex @code{quad} directive, x86-64
1491 @item
1492 Integer constructors are @samp{.word}, @samp{.long} or @samp{.int}, and
1493 @samp{.quad} for the 16-, 32-, and 64-bit integer formats.  The
1494 corresponding instruction mnemonic suffixes are @samp{s} (short),
1495 @samp{l} (long), and @samp{q} (quad).  As with the 80-bit real format,
1496 the 64-bit @samp{q} format is only present in the @samp{fildq} (load
1497 quad integer to stack top) and @samp{fistpq} (store quad integer and pop
1498 stack) instructions.
1499 @end itemize
1501 Register to register operations should not use instruction mnemonic suffixes.
1502 @samp{fstl %st, %st(1)} will give a warning, and be assembled as if you
1503 wrote @samp{fst %st, %st(1)}, since all register to register operations
1504 use 80-bit floating point operands. (Contrast this with @samp{fstl %st, mem},
1505 which converts @samp{%st} from 80-bit to 64-bit floating point format,
1506 then stores the result in the 4 byte location @samp{mem})
1508 @node i386-SIMD
1509 @section Intel's MMX and AMD's 3DNow! SIMD Operations
1511 @cindex MMX, i386
1512 @cindex 3DNow!, i386
1513 @cindex SIMD, i386
1514 @cindex MMX, x86-64
1515 @cindex 3DNow!, x86-64
1516 @cindex SIMD, x86-64
1518 @code{@value{AS}} supports Intel's MMX instruction set (SIMD
1519 instructions for integer data), available on Intel's Pentium MMX
1520 processors and Pentium II processors, AMD's K6 and K6-2 processors,
1521 Cyrix' M2 processor, and probably others.  It also supports AMD's 3DNow!@:
1522 instruction set (SIMD instructions for 32-bit floating point data)
1523 available on AMD's K6-2 processor and possibly others in the future.
1525 Currently, @code{@value{AS}} does not support Intel's floating point
1526 SIMD, Katmai (KNI).
1528 The eight 64-bit MMX operands, also used by 3DNow!, are called @samp{%mm0},
1529 @samp{%mm1}, ... @samp{%mm7}.  They contain eight 8-bit integers, four
1530 16-bit integers, two 32-bit integers, one 64-bit integer, or two 32-bit
1531 floating point values.  The MMX registers cannot be used at the same time
1532 as the floating point stack.
1534 See Intel and AMD documentation, keeping in mind that the operand order in
1535 instructions is reversed from the Intel syntax.
1537 @node i386-LWP
1538 @section AMD's Lightweight Profiling Instructions
1540 @cindex LWP, i386
1541 @cindex LWP, x86-64
1543 @code{@value{AS}} supports AMD's Lightweight Profiling (LWP)
1544 instruction set, available on AMD's Family 15h (Orochi) processors.
1546 LWP enables applications to collect and manage performance data, and
1547 react to performance events.  The collection of performance data
1548 requires no context switches.  LWP runs in the context of a thread and
1549 so several counters can be used independently across multiple threads.
1550 LWP can be used in both 64-bit and legacy 32-bit modes.
1552 For detailed information on the LWP instruction set, see the
1553 @cite{AMD Lightweight Profiling Specification} available at
1554 @uref{http://developer.amd.com/cpu/LWP,Lightweight Profiling Specification}.
1556 @node i386-BMI
1557 @section Bit Manipulation Instructions
1559 @cindex BMI, i386
1560 @cindex BMI, x86-64
1562 @code{@value{AS}} supports the Bit Manipulation (BMI) instruction set.
1564 BMI instructions provide several instructions implementing individual
1565 bit manipulation operations such as isolation, masking, setting, or
1566 resetting.
1568 @c Need to add a specification citation here when available.
1570 @node i386-TBM
1571 @section AMD's Trailing Bit Manipulation Instructions
1573 @cindex TBM, i386
1574 @cindex TBM, x86-64
1576 @code{@value{AS}} supports AMD's Trailing Bit Manipulation (TBM)
1577 instruction set, available on AMD's BDVER2 processors (Trinity and
1578 Viperfish).
1580 TBM instructions provide instructions implementing individual bit
1581 manipulation operations such as isolating, masking, setting, resetting,
1582 complementing, and operations on trailing zeros and ones.
1584 @c Need to add a specification citation here when available.
1586 @node i386-16bit
1587 @section Writing 16-bit Code
1589 @cindex i386 16-bit code
1590 @cindex 16-bit code, i386
1591 @cindex real-mode code, i386
1592 @cindex @code{code16gcc} directive, i386
1593 @cindex @code{code16} directive, i386
1594 @cindex @code{code32} directive, i386
1595 @cindex @code{code64} directive, i386
1596 @cindex @code{code64} directive, x86-64
1597 While @code{@value{AS}} normally writes only ``pure'' 32-bit i386 code
1598 or 64-bit x86-64 code depending on the default configuration,
1599 it also supports writing code to run in real mode or in 16-bit protected
1600 mode code segments.  To do this, put a @samp{.code16} or
1601 @samp{.code16gcc} directive before the assembly language instructions to
1602 be run in 16-bit mode.  You can switch @code{@value{AS}} to writing
1603 32-bit code with the @samp{.code32} directive or 64-bit code with the
1604 @samp{.code64} directive.
1606 @samp{.code16gcc} provides experimental support for generating 16-bit
1607 code from gcc, and differs from @samp{.code16} in that @samp{call},
1608 @samp{ret}, @samp{enter}, @samp{leave}, @samp{push}, @samp{pop},
1609 @samp{pusha}, @samp{popa}, @samp{pushf}, and @samp{popf} instructions
1610 default to 32-bit size.  This is so that the stack pointer is
1611 manipulated in the same way over function calls, allowing access to
1612 function parameters at the same stack offsets as in 32-bit mode.
1613 @samp{.code16gcc} also automatically adds address size prefixes where
1614 necessary to use the 32-bit addressing modes that gcc generates.
1616 The code which @code{@value{AS}} generates in 16-bit mode will not
1617 necessarily run on a 16-bit pre-80386 processor.  To write code that
1618 runs on such a processor, you must refrain from using @emph{any} 32-bit
1619 constructs which require @code{@value{AS}} to output address or operand
1620 size prefixes.
1622 Note that writing 16-bit code instructions by explicitly specifying a
1623 prefix or an instruction mnemonic suffix within a 32-bit code section
1624 generates different machine instructions than those generated for a
1625 16-bit code segment.  In a 32-bit code section, the following code
1626 generates the machine opcode bytes @samp{66 6a 04}, which pushes the
1627 value @samp{4} onto the stack, decrementing @samp{%esp} by 2.
1629 @smallexample
1630         pushw $4
1631 @end smallexample
1633 The same code in a 16-bit code section would generate the machine
1634 opcode bytes @samp{6a 04} (i.e., without the operand size prefix), which
1635 is correct since the processor default operand size is assumed to be 16
1636 bits in a 16-bit code section.
1638 @node i386-Arch
1639 @section Specifying CPU Architecture
1641 @cindex arch directive, i386
1642 @cindex i386 arch directive
1643 @cindex arch directive, x86-64
1644 @cindex x86-64 arch directive
1646 @code{@value{AS}} may be told to assemble for a particular CPU
1647 (sub-)architecture with the @code{.arch @var{cpu_type}} directive.  This
1648 directive enables a warning when gas detects an instruction that is not
1649 supported on the CPU specified.  The choices for @var{cpu_type} are:
1651 @multitable @columnfractions .20 .20 .20 .20
1652 @item @samp{default} @tab @samp{push} @tab @samp{pop}
1653 @item @samp{i8086} @tab @samp{i186} @tab @samp{i286} @tab @samp{i386}
1654 @item @samp{i486} @tab @samp{i586} @tab @samp{i686} @tab @samp{pentium}
1655 @item @samp{pentiumpro} @tab @samp{pentiumii} @tab @samp{pentiumiii} @tab @samp{pentium4}
1656 @item @samp{prescott} @tab @samp{nocona} @tab @samp{core} @tab @samp{core2}
1657 @item @samp{corei7} @tab @samp{iamcu}
1658 @item @samp{k6} @tab @samp{k6_2} @tab @samp{athlon} @tab @samp{k8}
1659 @item @samp{amdfam10} @tab @samp{bdver1} @tab @samp{bdver2} @tab @samp{bdver3}
1660 @item @samp{bdver4} @tab @samp{znver1} @tab @samp{znver2} @tab @samp{znver3}
1661 @item @samp{znver4} @tab @samp{znver5} @tab @samp{btver1} @tab @samp{btver2}
1662 @item @samp{generic32}
1663 @item @samp{generic64} @tab @samp{.cmov} @tab @samp{.fxsr} @tab @samp{.mmx}
1664 @item @samp{.sse} @tab @samp{.sse2} @tab @samp{.sse3} @tab @samp{.sse4a}
1665 @item @samp{.ssse3} @tab @samp{.sse4.1} @tab @samp{.sse4.2} @tab @samp{.sse4}
1666 @item @samp{.avx} @tab @samp{.vmx} @tab @samp{.smx} @tab @samp{.ept}
1667 @item @samp{.clflush} @tab @samp{.movbe} @tab @samp{.xsave} @tab @samp{.xsaveopt}
1668 @item @samp{.aes} @tab @samp{.pclmul} @tab @samp{.fma} @tab @samp{.fsgsbase}
1669 @item @samp{.rdrnd} @tab @samp{.f16c} @tab @samp{.avx2} @tab @samp{.bmi2}
1670 @item @samp{.lzcnt} @tab @samp{.popcnt} @tab @samp{.invpcid} @tab @samp{.vmfunc}
1671 @item @samp{.monitor} @tab @samp{.hle} @tab @samp{.rtm} @tab @samp{.tsx}
1672 @item @samp{.lahf_sahf} @tab @samp{.adx} @tab @samp{.rdseed} @tab @samp{.prfchw}
1673 @item @samp{.smap} @tab @samp{.mpx} @tab @samp{.sha} @tab @samp{.prefetchwt1}
1674 @item @samp{.clflushopt} @tab @samp{.xsavec} @tab @samp{.xsaves} @tab @samp{.se1}
1675 @item @samp{.avx512f} @tab @samp{.avx512cd} @tab @samp{.avx512er} @tab @samp{.avx512pf}
1676 @item @samp{.avx512vl} @tab @samp{.avx512bw} @tab @samp{.avx512dq} @tab @samp{.avx512ifma}
1677 @item @samp{.avx512vbmi} @tab @samp{.avx512_4fmaps} @tab @samp{.avx512_4vnniw}
1678 @item @samp{.avx512_vpopcntdq} @tab @samp{.avx512_vbmi2} @tab @samp{.avx512_vnni}
1679 @item @samp{.avx512_bitalg} @tab @samp{.avx512_bf16} @tab @samp{.avx512_vp2intersect}
1680 @item @samp{.tdx} @tab @samp{.avx_vnni} @tab @samp{.avx512_fp16} @tab @samp{.avx10.1}
1681 @item @samp{.clwb} @tab @samp{.rdpid} @tab @samp{.ptwrite} @tab @samp{.ibt}
1682 @item @samp{.prefetchi} @tab @samp{.avx_ifma} @tab @samp{.avx_vnni_int8}
1683 @item @samp{.cmpccxadd} @tab @samp{.wrmsrns} @tab @samp{.msrlist}
1684 @item @samp{.avx_ne_convert} @tab @samp{.rao_int} @tab @samp{.fred} @tab @samp{.lkgs}
1685 @item @samp{.avx_vnni_int16} @tab @samp{.sha512} @tab @samp{.sm3} @tab @samp{.sm4}
1686 @item @samp{.pbndkb} @tab @samp{.user_msr} @tab @samp{.avx10.2}
1687 @item @samp{.wbnoinvd} @tab @samp{.pconfig} @tab @samp{.waitpkg} @tab @samp{.cldemote}
1688 @item @samp{.shstk} @tab @samp{.gfni} @tab @samp{.vaes} @tab @samp{.vpclmulqdq}
1689 @item @samp{.movdiri} @tab @samp{.movdir64b} @tab @samp{.enqcmd} @tab @samp{.tsxldtrk}
1690 @item @samp{.amx_int8} @tab @samp{.amx_bf16} @tab @samp{.amx_fp16}
1691 @item @samp{.amx_complex} @tab @samp{.amx_tile}
1692 @item @samp{.kl} @tab @samp{.widekl} @tab @samp{.uintr} @tab @samp{.hreset}
1693 @item @samp{.3dnow} @tab @samp{.3dnowa} @tab @samp{.sse4a} @tab @samp{.sse5}
1694 @item @samp{.syscall} @tab @samp{.rdtscp} @tab @samp{.svme}
1695 @item @samp{.lwp} @tab @samp{.fma4} @tab @samp{.xop} @tab @samp{.cx16}
1696 @item @samp{.padlock} @tab @samp{.clzero} @tab @samp{.mwaitx} @tab @samp{.rdpru}
1697 @item @samp{.mcommit} @tab @samp{.sev_es} @tab @samp{.snp} @tab @samp{.invlpgb}
1698 @item @samp{.tlbsync} @tab @samp{.apx_f}
1699 @end multitable
1701 Apart from the warning, there are only two other effects on
1702 @code{@value{AS}} operation;  Firstly, if you specify a CPU other than
1703 @samp{i486}, then shift by one instructions such as @samp{sarl $1, %eax}
1704 will automatically use a two byte opcode sequence.  The larger three
1705 byte opcode sequence is used on the 486 (and when no architecture is
1706 specified) because it executes faster on the 486.  Note that you can
1707 explicitly request the two byte opcode by writing @samp{sarl %eax}.
1708 Secondly, if you specify @samp{i8086}, @samp{i186}, or @samp{i286},
1709 @emph{and} @samp{.code16} or @samp{.code16gcc} then byte offset
1710 conditional jumps will be promoted when necessary to a two instruction
1711 sequence consisting of a conditional jump of the opposite sense around
1712 an unconditional jump to the target.
1714 Note that the sub-architecture specifiers (starting with a dot) can be prefixed
1715 with @code{no} to revoke the respective (and any dependent) functionality.
1716 Note further that @samp{.avx10.<N>} can be suffixed with a vector length
1717 restriction (@samp{/256} or @samp{/128}, with @samp{/512} simply restoring the
1718 default).  Despite these otherwise being "enabling" specifiers, using these
1719 suffixes will disable all insns with wider vector or mask register operands.
1720 On SVR4-derived platforms, the separator character @samp{/} can be replaced by
1721 @samp{:}.
1723 Following the CPU architecture (but not a sub-architecture, which are those
1724 starting with a dot), you may specify @samp{jumps} or @samp{nojumps} to
1725 control automatic promotion of conditional jumps. @samp{jumps} is the
1726 default, and enables jump promotion;  All external jumps will be of the long
1727 variety, and file-local jumps will be promoted as necessary.
1728 (@pxref{i386-Jumps})  @samp{nojumps} leaves external conditional jumps as
1729 byte offset jumps, and warns about file-local conditional jumps that
1730 @code{@value{AS}} promotes.
1731 Unconditional jumps are treated as for @samp{jumps}.
1733 For example
1735 @smallexample
1736  .arch i8086,nojumps
1737 @end smallexample
1739 @node i386-ISA
1740 @section AMD64 ISA vs. Intel64 ISA
1742 There are some discrepancies between AMD64 and Intel64 ISAs.
1744 @itemize @bullet
1745 @item For @samp{movsxd} with 16-bit destination register, AMD64
1746 supports 32-bit source operand and Intel64 supports 16-bit source
1747 operand.
1749 @item For far branches (with explicit memory operand), both ISAs support
1750 32- and 16-bit operand size.  Intel64 additionally supports 64-bit
1751 operand size, encoded as @samp{ljmpq} and @samp{lcallq} in AT&T syntax
1752 and with an explicit @samp{tbyte ptr} operand size specifier in Intel
1753 syntax.
1755 @item @samp{lfs}, @samp{lgs}, and @samp{lss} similarly allow for 16-
1756 and 32-bit operand size (32- and 48-bit memory operand) in both ISAs,
1757 while Intel64 additionally supports 64-bit operand size (80-bit memory
1758 operands).
1760 @end itemize
1762 @node i386-Bugs
1763 @section AT&T Syntax bugs
1765 The UnixWare assembler, and probably other AT&T derived ix86 Unix
1766 assemblers, generate floating point instructions with reversed source
1767 and destination registers in certain cases.  Unfortunately, gcc and
1768 possibly many other programs use this reversed syntax, so we're stuck
1769 with it.
1771 For example
1773 @smallexample
1774         fsub %st,%st(3)
1775 @end smallexample
1776 @noindent
1777 results in @samp{%st(3)} being updated to @samp{%st - %st(3)} rather
1778 than the expected @samp{%st(3) - %st}.  This happens with all the
1779 non-commutative arithmetic floating point operations with two register
1780 operands where the source register is @samp{%st} and the destination
1781 register is @samp{%st(i)}.
1783 @node i386-Notes
1784 @section Notes
1786 @cindex i386 @code{mul}, @code{imul} instructions
1787 @cindex @code{mul} instruction, i386
1788 @cindex @code{imul} instruction, i386
1789 @cindex @code{mul} instruction, x86-64
1790 @cindex @code{imul} instruction, x86-64
1791 There is some trickery concerning the @samp{mul} and @samp{imul}
1792 instructions that deserves mention.  The 16-, 32-, 64- and 128-bit expanding
1793 multiplies (base opcode @samp{0xf6}; extension 4 for @samp{mul} and 5
1794 for @samp{imul}) can be output only in the one operand form.  Thus,
1795 @samp{imul %ebx, %eax} does @emph{not} select the expanding multiply;
1796 the expanding multiply would clobber the @samp{%edx} register, and this
1797 would confuse @code{@value{GCC}} output.  Use @samp{imul %ebx} to get the
1798 64-bit product in @samp{%edx:%eax}.
1800 We have added a two operand form of @samp{imul} when the first operand
1801 is an immediate mode expression and the second operand is a register.
1802 This is just a shorthand, so that, multiplying @samp{%eax} by 69, for
1803 example, can be done with @samp{imul $69, %eax} rather than @samp{imul
1804 $69, %eax, %eax}.