* config.sub, config.guess: Update from upstream sources.
[binutils.git] / gas / doc / c-s390.texi
blob9408cb27c01d9c413ce04c2072ffea334c67aed3
1 @c Copyright 2009
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 @ifset GENERIC
6 @page
7 @node S/390-Dependent
8 @chapter IBM S/390 Dependent Features
9 @end ifset
10 @ifclear GENERIC
11 @node Machine Dependencies
12 @chapter IBM S/390 Dependent Features
13 @end ifclear
15 @cindex s390 support
17 The s390 version of @code{@value{AS}} supports two architectures modes
18 and seven chip levels. The architecture modes are the Enterprise System
19 Architecture (ESA) and the newer z/Architecture mode. The chip levels
20 are g5, g6, z900, z990, z9-109, z9-ec and z10.
22 @menu
23 * s390 Options::                Command-line Options.
24 * s390 Characters::             Special Characters.
25 * s390 Syntax::                 Assembler Instruction syntax.
26 * s390 Directives::             Assembler Directives.
27 * s390 Floating Point::         Floating Point.
28 @end menu
30 @node s390 Options
31 @section Options
32 @cindex options for s390
33 @cindex s390 options
35 The following table lists all available s390 specific options:
37 @table @code
38 @cindex @samp{-m31} option, s390
39 @cindex @samp{-m64} option, s390
40 @item -m31 | -m64
41 Select 31- or 64-bit ABI implying a word size of 32- or 64-bit.
43 These options are only available with the ELF object file format, and
44 require that the necessary BFD support has been included (on a 31-bit
45 platform you must add --enable-64-bit-bfd on the call to the configure
46 script to enable 64-bit usage and use s390x as target platform).
48 @cindex @samp{-mesa} option, s390
49 @cindex @samp{-mzarch} option, s390
50 @item -mesa | -mzarch
51 Select the architecture mode, either the Enterprise System Architecture
52 (esa) mode or the z/Architecture mode (zarch).
54 The 64-bit instructions are only available with the z/Architecture mode.
55 The combination of @samp{-m64} and @samp{-mesa} results in a warning
56 message.
58 @cindex @samp{-march=} option, s390
59 @item -march=@var{CPU}
60 This option specifies the target processor. The following processor names
61 are recognized: 
62 @code{g5},
63 @code{g6},
64 @code{z900},
65 @code{z990},
66 @code{z9-109},
67 @code{z9-ec} and
68 @code{z10}.
69 Assembling an instruction that is not supported on the target processor
70 results in an error message. Do not specify @code{g5} or @code{g6}
71 with @samp{-mzarch}.
73 @cindex @samp{-mregnames} option, s390
74 @item -mregnames
75 Allow symbolic names for registers.
77 @cindex @samp{-mno-regnames} option, s390
78 @item -mno-regnames
79 Do not allow symbolic names for registers.
81 @cindex @samp{-mwarn-areg-zero} option, s390
82 @item -mwarn-areg-zero
83 Warn whenever the operand for a base or index register has been specified
84 but evaluates to zero. This can indicate the misuse of general purpose
85 register 0 as an address register.
87 @end table
89 @node s390 Characters
90 @section Special Characters
91 @cindex line comment character, s390
92 @cindex s390 line comment character
94 @samp{#} is the line comment character.
96 @node s390 Syntax
97 @section Instruction syntax
98 @cindex instruction syntax, s390
99 @cindex s390 instruction syntax
101 The assembler syntax closely follows the syntax outlined in 
102 Enterprise Systems Architecture/390 Principles of Operation (SA22-7201) 
103 and the z/Architecture Principles of Operation (SA22-7832). 
105 Each instruction has two major parts, the instruction mnemonic
106 and the instruction operands. The instruction format varies.
108 @menu
109 * s390 Register::               Register Naming
110 * s390 Mnemonics::              Instruction Mnemonics
111 * s390 Operands::               Instruction Operands
112 * s390 Formats::                Instruction Formats
113 * s390 Aliases::                Instruction Aliases
114 * s390 Operand Modifier::       Instruction Operand Modifier
115 * s390 Instruction Marker::     Instruction Marker
116 * s390 Literal Pool Entries::   Literal Pool Entries
117 @end menu
119 @node s390 Register
120 @subsection Register naming
121 @cindex register naming, s390
122 @cindex s390 register naming
124 The @code{@value{AS}} recognizes a number of predefined symbols for the
125 various processor registers. A register specification in one of the
126 instruction formats is an unsigned integer between 0 and 15. The specific
127 instruction and the position of the register in the instruction format
128 denotes the type of the register. The register symbols are prefixed with
129 @samp{%}:
131 @display
132 @multitable {%rN} {the 16 general purpose registers, 0 <= N <= 15}
133 @item %rN @tab the 16 general purpose registers, 0 <= N <= 15
134 @item %fN @tab the 16 floating point registers, 0 <= N <= 15
135 @item %aN @tab the 16 access registers, 0 <= N <= 15
136 @item %cN @tab the 16 control registers, 0 <= N <= 15
137 @item %lit @tab an alias for the general purpose register %r13
138 @item %sp @tab an alias for the general purpose register %r15
139 @end multitable
140 @end display
142 @node s390 Mnemonics
143 @subsection Instruction Mnemonics
144 @cindex instruction mnemonics, s390
145 @cindex s390 instruction mnemonics
147 All instructions documented in the Principles of Operation are supported
148 with the mnemonic and order of operands as described.
149 The instruction mnemonic identifies the instruction format
150 (@ref{s390 Formats}) and the specific operation code for the instruction.
151 For example, the @samp{lr} mnemonic denotes the instruction format @samp{RR}
152 with the operation code @samp{0x18}.
154 The definition of the various mnemonics follows a scheme, where the first
155 character usually hint at the type of the instruction:
157 @display
158 @multitable {sla, sll} {if r is the last character the instruction operates on registers}
159 @item a @tab add instruction, for example @samp{al} for add logical 32-bit
160 @item b @tab branch instruction, for example @samp{bc} for branch on condition
161 @item c @tab compare or convert instruction, for example @samp{cr} for compare
162 register 32-bit
163 @item d @tab divide instruction, for example @samp{dlr} devide logical register
164 64-bit to 32-bit
165 @item i @tab insert instruction, for example @samp{ic} insert character
166 @item l @tab load instruction, for example @samp{ltr} load and test register
167 @item mv @tab move instruction, for example @samp{mvc} move character
168 @item m @tab multiply instruction, for example @samp{mh} multiply halfword
169 @item n @tab and instruction, for example @samp{ni} and immediate
170 @item o @tab or instruction, for example @samp{oc} or character
171 @item sla, sll @tab shift left single instruction
172 @item sra, srl @tab shift right single instruction
173 @item st @tab store instruction, for example @samp{stm} store multiple
174 @item s @tab subtract instruction, for example @samp{slr} subtract
175 logical 32-bit
176 @item t @tab test or translate instruction, of example @samp{tm} test under mask
177 @item x @tab exclusive or instruction, for example @samp{xc} exclusive or
178 character
179 @end multitable
180 @end display
182 Certain characters at the end of the mnemonic may describe a property
183 of the instruction:
185 @display
186 @multitable {c} {if r is the last character the instruction operates on registers}
187 @item c @tab the instruction uses a 8-bit character operand
188 @item f @tab the instruction extends a 32-bit operand to 64 bit
189 @item g @tab the operands are treated as 64-bit values
190 @item h @tab the operand uses a 16-bit halfword operand
191 @item i @tab the instruction uses an immediate operand
192 @item l @tab the instruction uses unsigned, logical operands
193 @item m @tab the instruction uses a mask or operates on multiple values
194 @item r @tab if r is the last character, the instruction operates on registers
195 @item y @tab the instruction uses 20-bit displacements
196 @end multitable
197 @end display
199 There are many exceptions to the scheme outlined in the above lists, in
200 particular for the priviledged instructions. For non-priviledged
201 instruction it works quite well, for example the instruction @samp{clgfr}
202 c: compare instruction, l: unsigned operands, g: 64-bit operands,
203 f: 32- to 64-bit extension, r: register operands. The instruction compares
204 an 64-bit value in a register with the zero extended 32-bit value from
205 a second register.
206 For a complete list of all mnemonics see appendix B in the Principles
207 of Operation.
209 @node s390 Operands
210 @subsection Instruction Operands
211 @cindex instruction operands, s390
212 @cindex s390 instruction operands
214 Instruction operands can be grouped into three classes, operands located
215 in registers, immediate operands, and operands in storage.
217 A register operand can be located in general, floating-point, access,
218 or control register. The register is identified by a four-bit field.
219 The field containing the register operand is called the R field.
221 Immediate operands are contained within the instruction and can have
222 8, 16 or 32 bits. The field containing the immediate operand is called
223 the I field. Dependent on the instruction the I field is either signed
224 or unsigned.
226 A storage operand consists of an address and a length. The address of a
227 storage operands can be specified in any of these ways:
229 @itemize
230 @item The content of a single general R
231 @item The sum of the content of a general register called the base
232 register B plus the content of a displacement field D
233 @item The sum of the contents of two general registers called the
234 index register X and the base register B plus the content of a
235 displacement field
236 @item The sum of the current instruction address and a 32-bit signed
237 immediate field multiplied by two.
238 @end itemize
240 The length of a storage operand can be:
242 @itemize
243 @item Implied by the instruction
244 @item Specified by a bitmask
245 @item Specified by a four-bit or eight-bit length field L
246 @item Specified by the content of a general register
247 @end itemize
249 The notation for storage operand addresses formed from multiple fields is
250 as follows:
252 @table @code
253 @item Dn(Bn)
254 the address for operand number n is formed from the content of general
255 register Bn called the base register and the displacement field Dn.
256 @item Dn(Xn,Bn)
257 the address for operand number n is formed from the content of general
258 register Xn called the index register, general register Bn called the
259 base register and the displacement field Dn.
260 @item Dn(Ln,Bn)
261 the address for operand number n is formed from the content of general
262 regiser Bn called the base register and the displacement field Dn.
263 The length of the operand n is specified by the field Ln.
264 @end table
266 The base registers Bn and the index registers Xn of a storage operand can
267 be skipped. If Bn and Xn are skipped, a zero will be stored to the operand
268 field. The notation changes as follows:
270 @display
271 @multitable @columnfractions 0.30 0.30
272 @headitem full notation @tab short notation
273 @item Dn(0,Bn) @tab Dn(Bn)
274 @item Dn(0,0) @tab Dn
275 @item Dn(0) @tab Dn
276 @item Dn(Ln,0) @tab Dn(Ln)
277 @end multitable
278 @end display
281 @node s390 Formats
282 @subsection Instruction Formats
283 @cindex instruction formats, s390
284 @cindex s390 instruction formats
286 The Principles of Operation manuals lists 26 instruction formats where
287 some of the formats have multiple variants. For the @samp{.insn}
288 pseudo directive the assembler recognizes some of the formats. 
289 Typically, the most general variant of the instruction format is used
290 by the @samp{.insn} directive.
292 The following table lists the abbreviations used in the table of
293 instruction formats:
295 @display
296 @multitable {OpCode / OpCd} {Displacement lower 12 bits for operand x.}
297 @item OpCode / OpCd @tab Part of the op code.
298 @item Bx @tab Base register number for operand x.
299 @item Dx @tab Displacement for operand x.
300 @item DLx @tab Displacement lower 12 bits for operand x.
301 @item DHx @tab Displacement higher 8-bits for operand x.
302 @item Rx @tab Register number for operand x.
303 @item Xx @tab Index register number for operand x.
304 @item Ix @tab Signed immediate for operand x.
305 @item Ux @tab Unsigned immediate for operand x.
306 @end multitable
307 @end display
309 An instruction is two, four, or six bytes in length and must be aligned
310 on a 2 byte boundary. The first two bits of the instruction specify the
311 length of the instruction, 00 indicates a two byte instruction, 01 and 10
312 indicates a four byte instruction, and 11 indicates a six byte instruction.
314 The following table lists the s390 instruction formats that are available
315 with the @samp{.insn} pseudo directive:
317 @table @code
318 @item E format
319 @verbatim
320 +-------------+
321 |    OpCode   |
322 +-------------+
323 0            15
324 @end verbatim
326 @item RI format: <insn> R1,I2
327 @verbatim
328 +--------+----+----+------------------+
329 | OpCode | R1 |OpCd|        I2        |
330 +--------+----+----+------------------+
331 0        8    12   16                31
332 @end verbatim
334 @item RIE format: <insn> R1,R3,I2
335 @verbatim
336 +--------+----+----+------------------+--------+--------+
337 | OpCode | R1 | R3 |        I2        |////////| OpCode |
338 +--------+----+----+------------------+--------+--------+
339 0        8    12   16                 32       40      47
340 @end verbatim
342 @item RIL format: <insn> R1,I2
343 @verbatim
344 +--------+----+----+------------------------------------+
345 | OpCode | R1 |OpCd|                  I2                |
346 +--------+----+----+------------------------------------+
347 0        8    12   16                                  47
348 @end verbatim
350 @item RILU format: <insn> R1,U2
351 @verbatim
352 +--------+----+----+------------------------------------+
353 | OpCode | R1 |OpCd|                  U2                |
354 +--------+----+----+------------------------------------+
355 0        8    12   16                                  47
356 @end verbatim
358 @item RIS format: <insn> R1,I2,M3,D4(B4)
359 @verbatim
360 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
361 | OpCode | R1 | M3 | B4 |     D4      |   I2   | Opcode |
362 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
363 0        8    12   16   20            32       36      47
364 @end verbatim
366 @item RR format: <insn> R1,R2
367 @verbatim
368 +--------+----+----+
369 | OpCode | R1 | R2 |
370 +--------+----+----+
371 0        8    12  15  
372 @end verbatim
374 @item RRE format: <insn> R1,R2
375 @verbatim
376 +------------------+--------+----+----+
377 |      OpCode      |////////| R1 | R2 |
378 +------------------+--------+----+----+
379 0                  16       24   28  31
380 @end verbatim
382 @item RRF format: <insn> R1,R2,R3,M4
383 @verbatim
384 +------------------+----+----+----+----+
385 |      OpCode      | R3 | M4 | R1 | R2 |
386 +------------------+----+----+----+----+
387 0                  16   20   24   28  31
388 @end verbatim
390 @item RRS format: <insn> R1,R2,M3,D4(B4)
391 @verbatim
392 +--------+----+----+----+-------------+----+----+--------+
393 | OpCode | R1 | R3 | B4 |     D4      | M3 |////| OpCode |
394 +--------+----+----+----+-------------+----+----+--------+
395 0        8    12   16   20            32   36   40      47
396 @end verbatim
398 @item RS format: <insn> R1,R3,D2(B2)
399 @verbatim
400 +--------+----+----+----+-------------+
401 | OpCode | R1 | R3 | B2 |     D2      |
402 +--------+----+----+----+-------------+
403 0        8    12   16   20           31
404 @end verbatim
406 @item RSE format: <insn> R1,R3,D2(B2)
407 @verbatim
408 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
409 | OpCode | R1 | R3 | B2 |     D2      |////////| OpCode |
410 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
411 0        8    12   16   20            32       40      47
412 @end verbatim
414 @item RSI format: <insn> R1,R3,I2
415 @verbatim
416 +--------+----+----+------------------------------------+
417 | OpCode | R1 | R3 |                  I2                |
418 +--------+----+----+------------------------------------+
419 0        8    12   16                                  47
420 @end verbatim
422 @item RSY format: <insn> R1,R3,D2(B2)
423 @verbatim
424 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
425 | OpCode | R1 | R3 | B2 |    DL2      |  DH2   | OpCode |
426 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
427 0        8    12   16   20            32       40      47
428 @end verbatim
430 @item RX format: <insn> R1,D2(X2,B2)
431 @verbatim
432 +--------+----+----+----+-------------+
433 | OpCode | R1 | X2 | B2 |     D2      |
434 +--------+----+----+----+-------------+
435 0        8    12   16   20           31
436 @end verbatim
438 @item RXE format: <insn> R1,D2(X2,B2)
439 @verbatim
440 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
441 | OpCode | R1 | X2 | B2 |     D2      |////////| OpCode |
442 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
443 0        8    12   16   20            32       40      47
444 @end verbatim
446 @item RXF format: <insn> R1,R3,D2(X2,B2)
447 @verbatim
448 +--------+----+----+----+-------------+----+---+--------+
449 | OpCode | R3 | X2 | B2 |     D2      | R1 |///| OpCode |
450 +--------+----+----+----+-------------+----+---+--------+
451 0        8    12   16   20            32   36  40      47
452 @end verbatim
454 @item RXY format: <insn> R1,D2(X2,B2)
455 @verbatim
456 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
457 | OpCode | R1 | X2 | B2 |     DL2     |   DH2  | OpCode |
458 +--------+----+----+----+-------------+--------+--------+
459 0        8    12   16   20            32   36   40      47
460 @end verbatim
462 @item S format: <insn> D2(B2)
463 @verbatim
464 +------------------+----+-------------+
465 |      OpCode      | B2 |     D2      |
466 +------------------+----+-------------+
467 0                  16   20           31
468 @end verbatim
470 @item SI format: <insn> D1(B1),I2
471 @verbatim
472 +--------+---------+----+-------------+
473 | OpCode |   I2    | B1 |     D1      |
474 +--------+---------+----+-------------+
475 0        8         16   20           31
476 @end verbatim
478 @item SIY format: <insn> D1(B1),U2
479 @verbatim
480 +--------+---------+----+-------------+--------+--------+
481 | OpCode |   I2    | B1 |     DL1     |  DH1   | OpCode |
482 +--------+---------+----+-------------+--------+--------+
483 0        8         16   20            32   36   40      47
484 @end verbatim
486 @item SIL format: <insn> D1(B1),I2
487 @verbatim
488 +------------------+----+-------------+-----------------+
489 |      OpCode      | B1 |      D1     |       I2        |
490 +------------------+----+-------------+-----------------+
491 0                  16   20            32               47
492 @end verbatim
494 @item SS format: <insn> D1(R1,B1),D2(B3),R3
495 @verbatim
496 +--------+----+----+----+-------------+----+------------+
497 | OpCode | R1 | R3 | B1 |     D1      | B2 |     D2     |
498 +--------+----+----+----+-------------+----+------------+
499 0        8    12   16   20            32   36          47
500 @end verbatim
502 @item SSE format: <insn> D1(B1),D2(B2)
503 @verbatim
504 +------------------+----+-------------+----+------------+
505 |      OpCode      | B1 |     D1      | B2 |     D2     |
506 +------------------+----+-------------+----+------------+
507 0        8    12   16   20            32   36           47
508 @end verbatim
510 @item SSF format: <insn> D1(B1),D2(B2),R3
511 @verbatim
512 +--------+----+----+----+-------------+----+------------+
513 | OpCode | R3 |OpCd| B1 |     D1      | B2 |     D2     |
514 +--------+----+----+----+-------------+----+------------+
515 0        8    12   16   20            32   36           47
516 @end verbatim
518 @end table
520 For the complete list of all instruction format variants see the
521 Principles of Operation manuals.
523 @node s390 Aliases
524 @subsection Instruction Aliases
525 @cindex instruction aliases, s390
526 @cindex s390 instruction aliases
528 A specific bit pattern can have multiple mnemonics, for example
529 the bit pattern @samp{0xa7000000} has the mnemonics @samp{tmh} and
530 @samp{tmlh}. In addition, there are a number of mnemonics recognized by
531 @code{@value{AS}} that are not present in the Principles of Operation.
532 These are the short forms of the branch instructions, where the condition
533 code mask operand is encoded in the mnemonic. This is relevant for the
534 branch instructions, the compare and branch instructions, and the
535 compare and trap instructions.
537 For the branch instructions there are 20 condition code strings that can
538 be used as part of the mnemonic in place of a mask operand in the instruction
539 format:
541 @display
542 @multitable @columnfractions .30 .30
543 @headitem instruction @tab short form
544 @item bcr   M1,R2  @tab  b<m>r  R2
545 @item bc    M1,D2(X2,B2) @tab  b<m>   D2(X2,B2)
546 @item brc   M1,I2 @tab j<m>   I2
547 @item brcl  M1,I2 @tab jg<m>  I2
548 @end multitable
549 @end display
551 In the mnemonic for a branch instruction the condition code string <m>
552 can be any of the following:
554 @display
555 @multitable {nle} {jump on not zero / if not zeros}
556 @item o @tab jump on overflow / if ones
557 @item h @tab jump on A high
558 @item p @tab jump on plus
559 @item nle @tab jump on not low or equal
560 @item l @tab jump on A low
561 @item m @tab jump on minus
562 @item nhe @tab jump on not high or equal
563 @item lh @tab jump on low or high
564 @item ne @tab jump on A not equal B
565 @item nz @tab jump on not zero / if not zeros
566 @item e @tab jump on A equal B
567 @item z @tab jump on zero / if zeroes
568 @item nlh @tab jump on not low or high
569 @item he @tab jump on high or equal
570 @item nl @tab jump on A not low
571 @item nm @tab jump on not minus / if not mixed
572 @item le @tab jump on low or equal
573 @item nh @tab jump on A not high
574 @item np @tab jump on not plus
575 @item no @tab jump on not overflow / if not ones
576 @end multitable
577 @end display
579 For the compare and branch, and compare and trap instructions there
580 are 12 condition code strings that can be used as part of the mnemonic in
581 place of a mask operand in the instruction format:
583 @display
584 @multitable @columnfractions .40 .40
585 @headitem instruction @tab short form
586 @item crb    R1,R2,M3,D4(B4)  @tab  crb<m>    R1,R2,D4(B4)
587 @item cgrb   R1,R2,M3,D4(B4)  @tab  cgrb<m>   R1,R2,D4(B4)
588 @item crj    R1,R2,M3,I4  @tab  crj<m>    R1,R2,I4
589 @item cgrj   R1,R2,M3,I4  @tab  cgrj<m>   R1,R2,I4
590 @item cib    R1,I2,M3,D4(B4)  @tab  cib<m>    R1,I2,D4(B4)
591 @item cgib   R1,I2,M3,D4(B4)  @tab  cgib<m>   R1,I2,D4(B4)
592 @item cij    R1,I2,M3,I4  @tab  cij<m>    R1,I2,I4
593 @item cgij   R1,I2,M3,I4  @tab  cgij<m>   R1,I2,I4
594 @item crt    R1,R2,M3  @tab  crt<m>    R1,R2
595 @item cgrt   R1,R2,M3  @tab  cgrt<m>   R1,R2
596 @item cit    R1,I2,M3  @tab  cit<m>    R1,I2
597 @item cgit   R1,I2,M3  @tab  cgit<m>   R1,I2
598 @item clrb   R1,R2,M3,D4(B4)  @tab  clrb<m>   R1,R2,D4(B4)
599 @item clgrb  R1,R2,M3,D4(B4)  @tab  clgrb<m>  R1,R2,D4(B4)
600 @item clrj   R1,R2,M3,I4  @tab  clrj<m>   R1,R2,I4
601 @item clgrj  R1,R2,M3,I4  @tab  clgrj<m>  R1,R2,I4
602 @item clib   R1,I2,M3,D4(B4)  @tab  clib<m>   R1,I2,D4(B4)
603 @item clgib  R1,I2,M3,D4(B4)  @tab  clgib<m>  R1,I2,D4(B4)
604 @item clij   R1,I2,M3,I4  @tab  clij<m>   R1,I2,I4
605 @item clgij  R1,I2,M3,I4  @tab  clgij<m>  R1,I2,I4
606 @item clrt   R1,R2,M3  @tab  clrt<m>   R1,R2
607 @item clgrt  R1,R2,M3  @tab  clgrt<m>  R1,R2
608 @item clfit  R1,I2,M3  @tab  clfit<m>  R1,I2
609 @item clgit  R1,I2,M3  @tab  clgit<m>  R1,I2
610 @end multitable
611 @end display
613 In the mnemonic for a compare and branch and compare and trap instruction
614 the condition code string <m> can be any of the following:
616 @display
617 @multitable {nle} {jump on not zero / if not zeros}
618 @item h @tab jump on A high
619 @item nle @tab jump on not low or equal
620 @item l @tab jump on A low
621 @item nhe @tab jump on not high or equal
622 @item ne @tab jump on A not equal B
623 @item lh @tab jump on low or high
624 @item e @tab jump on A equal B
625 @item nlh @tab jump on not low or high
626 @item nl @tab jump on A not low
627 @item he @tab jump on high or equal
628 @item nh @tab jump on A not high
629 @item le @tab jump on low or equal
630 @end multitable
631 @end display
633 @node s390 Operand Modifier
634 @subsection Instruction Operand Modifier
635 @cindex instruction operand modifier, s390
636 @cindex s390 instruction operand modifier
638 If a symbol modifier is attached to a symbol in an expression for an
639 instruction operand field, the symbol term is replaced with a reference
640 to an object in the global offset table (GOT) or the procedure linkage
641 table (PLT). The following expressions are allowed:
642 @samp{symbol@@modifier + constant},
643 @samp{symbol@@modifier + label + constant}, and
644 @samp{symbol@@modifier - label + constant}.
645 The term @samp{symbol} is the symbol that will be entered into the GOT or
646 PLT, @samp{label} is a local label, and @samp{constant} is an arbitrary
647 expression that the assembler can evaluate to a constant value.
649 The term @samp{(symbol + constant1)@@modifier +/- label + constant2}
650 is also accepted but a warning message is printed and the term is
651 converted to @samp{symbol@@modifier +/- label + constant1 + constant2}.
653 @table @code
654 @item @@got
655 @itemx @@got12
656 The @@got modifier can be used for displacement fields, 16-bit immediate
657 fields and 32-bit pc-relative immediate fields. The @@got12 modifier is
658 synonym to @@got. The symbol is added to the GOT. For displacement
659 fields and 16-bit immediate fields the symbol term is replaced with
660 the offset from the start of the GOT to the GOT slot for the symbol.
661 For a 32-bit pc-relative field the pc-relative offset to the GOT
662 slot from the current instruction address is used.
663 @item @@gotent
664 The @@gotent modifier can be used for 32-bit pc-relative immediate fields.
665 The symbol is added to the GOT and the symbol term is replaced with
666 the pc-relative offset from the current instruction to the GOT slot for the
667 symbol.
668 @item @@gotoff
669 The @@gotoff modifier can be used for 16-bit immediate fields. The symbol
670 term is replaced with the offset from the start of the GOT to the 
671 address of the symbol.
672 @item @@gotplt
673 The @@gotplt modifier can be used for displacement fields, 16-bit immediate
674 fields, and 32-bit pc-relative immediate fields. A procedure linkage
675 table entry is generated for the symbol and a jump slot for the symbol
676 is added to the GOT. For displacement fields and 16-bit immediate
677 fields the symbol term is replaced with the offset from the start of the
678 GOT to the jump slot for the symbol. For a 32-bit pc-relative field
679 the pc-relative offset to the jump slot from the current instruction
680 address is used.
681 @item @@plt
682 The @@plt modifier can be used for 16-bit and 32-bit pc-relative immediate
683 fields. A procedure linkage table entry is generated for the symbol.
684 The symbol term is replaced with the relative offset from the current
685 instruction to the PLT entry for the symbol.
686 @item @@pltoff
687 The @@pltoff modifier can be used for 16-bit immediate fields. The symbol
688 term is replaced with the offset from the start of the PLT to the address
689 of the symbol.
690 @item @@gotntpoff
691 The @@gotntpoff modifier can be used for displacement fields. The symbol
692 is added to the static TLS block and the negated offset to the symbol
693 in the static TLS block is added to the GOT. The symbol term is replaced
694 with the offset to the GOT slot from the start of the GOT. 
695 @item @@indntpoff
696 The @@indntpoff modifier can be used for 32-bit pc-relative immediate
697 fields. The symbol is added to the static TLS block and the negated offset
698 to the symbol in the static TLS block is added to the GOT. The symbol term
699 is replaced with the pc-relative offset to the GOT slot from the current
700 instruction address.
701 @end table
703 For more information about the thread local storage modifiers
704 @samp{gotntpoff} and @samp{indntpoff} see the ELF extension documentation
705 @samp{ELF Handling For Thread-Local Storage}.
707 @node s390 Instruction Marker
708 @subsection Instruction Marker
709 @cindex instruction marker, s390
710 @cindex s390 instruction marker
712 The thread local storage instruction markers are used by the linker to
713 perform code optimization.
715 @table @code
716 @item :tls_load
717 The :tls_load marker is used to flag the load instruction in the initial
718 exec TLS model that retrieves the offset from the thread pointer to a
719 thread local storage variable from the GOT. 
720 @item :tls_gdcall
721 The :tls_gdcall marker is used to flag the branch-and-save instruction to
722 the __tls_get_offset function in the global dynamic TLS model.
723 @item :tls_ldcall
724 The :tls_ldcall marker is used to flag the branch-and-save instruction to
725 the __tls_get_offset function in the local dynamic TLS model.
726 @end table
728 For more information about the thread local storage instruction marker
729 and the linker optimizations see the ELF extension documentation
730 @samp{ELF Handling For Thread-Local Storage}.
732 @node s390 Literal Pool Entries
733 @subsection Literal Pool Entries
734 @cindex literal pool entries, s390
735 @cindex s390 literal pool entries
737 A literal pool is a collection of values. To access the values a pointer
738 to the literal pool is loaded to a register, the literal pool register.
739 Usually, register %r13 is used as the literal pool register
740 (@ref{s390 Register}). Literal pool entries are created by adding the
741 suffix :lit1, :lit2, :lit4, or :lit8 to the end of an expression for an
742 instruction operand. The expression is added to the literal pool and the
743 operand is replaced with the offset to the literal in the literal pool.
745 @table @code
746 @item :lit1
747 The literal pool entry is created as an 8-bit value. An operand modifier
748 must not be used for the original expression.
749 @item :lit2
750 The literal pool entry is created as a 16 bit value. The operand modifier
751 @@got may be used in the original expression. The term @samp{x@@got:lit2}
752 will put the got offset for the global symbol x to the literal pool as
753 16 bit value.
754 @item :lit4
755 The literal pool entry is created as a 32-bit value. The operand modifier
756 @@got and @@plt may be used in the original expression. The term
757 @samp{x@@got:lit4} will put the got offset for the global symbol x to the
758 literal pool as a 32-bit value. The term @samp{x@@plt:lit4} will put the
759 plt offset for the global symbol x to the literal pool as a 32-bit value.
760 @item :lit8
761 The literal pool entry is created as a 64-bit value. The operand modifier
762 @@got and @@plt may be used in the original expression. The term
763 @samp{x@@got:lit8} will put the got offset for the global symbol x to the
764 literal pool as a 64-bit value. The term @samp{x@@plt:lit8} will put the
765 plt offset for the global symbol x to the literal pool as a 64-bit value.
766 @end table
768 The assembler directive @samp{.ltorg} is used to emit all literal pool
769 entries to the current position.
771 @node s390 Directives
772 @section Assembler Directives
774 @code{@value{AS}} for s390 supports all of the standard ELF 
775 assembler directives as outlined in the main part of this document.
776 Some directives have been extended and there are some additional
777 directives, which are only available for the s390 @code{@value{AS}}.
779 @table @code
780 @cindex @code{.insn} directive, s390
781 @item .insn
782 This directive permits the numeric representation of an instructions
783 and makes the assembler insert the operands according to one of the
784 instructions formats for @samp{.insn} (@ref{s390 Formats}).
785 For example, the instruction @samp{l %r1,24(%r15)} could be written as
786 @samp{.insn rx,0x58000000,%r1,24(%r15)}.
787 @cindex @code{.short} directive, s390
788 @cindex @code{.long} directive, s390
789 @cindex @code{.quad} directive, s390
790 @item .short
791 @itemx .long
792 @itemx .quad
793 This directive places one or more 16-bit (.short), 32-bit (.long), or
794 64-bit (.quad) values into the current section. If an ELF or TLS modifier
795 is used only the following expressions are allowed: 
796 @samp{symbol@@modifier + constant},
797 @samp{symbol@@modifier + label + constant}, and
798 @samp{symbol@@modifier - label + constant}.
799 The following modifiers are available:
800 @table @code
801 @item @@got
802 @itemx @@got12
803 The @@got modifier can be used for .short, .long and .quad. The @@got12
804 modifier is synonym to @@got. The symbol is added to the GOT. The symbol
805 term is replaced with offset from the start of the GOT to the GOT slot for
806 the symbol.
807 @item @@gotoff
808 The @@gotoff modifier can be used for .short, .long and .quad. The symbol
809 term is replaced with the offset from the start of the GOT to the address
810 of the symbol.
811 @item @@gotplt
812 The @@gotplt modifier can be used for .long and .quad. A procedure linkage
813 table entry is generated for the symbol and a jump slot for the symbol
814 is added to the GOT. The symbol term is replaced with the offset from the
815 start of the GOT to the jump slot for the symbol.
816 @item @@plt
817 The @@plt modifier can be used for .long and .quad. A procedure linkage
818 table entry us generated for the symbol. The symbol term is replaced with
819 the address of the PLT entry for the symbol.
820 @item @@pltoff
821 The @@pltoff modifier can be used for .short, .long and .quad. The symbol
822 term is replaced with the offset from the start of the PLT to the address
823 of the symbol.
824 @item @@tlsgd
825 @itemx @@tlsldm
826 The @@tlsgd and @@tlsldm modifier can be used for .long and .quad. A
827 tls_index structure for the symbol is added to the GOT. The symbol term is
828 replaced with the offset from the start of the GOT to the tls_index structure.
829 @item @@gotntpoff
830 @itemx @@indntpoff
831 The @@gotntpoff and @@indntpoff modifier can be used for .long and .quad.
832 The symbol is added to the static TLS block and the negated offset to the
833 symbol in the static TLS block is added to the GOT. For @@gotntpoff the
834 symbol term is replaced with the offset from the start of the GOT to the
835 GOT slot, for @@indntpoff the symbol term is replaced with the address
836 of the GOT slot.
837 @item @@dtpoff
838 The @@dtpoff modifier can be used for .long and .quad. The symbol term
839 is replaced with the offset of the symbol relative to the start of the
840 TLS block it is contained in.
841 @item @@ntpoff
842 The @@ntpoff modifier can be used for .long and .quad. The symbol term
843 is replaced with the offset of the symbol relative to the TCB pointer.
844 @end table
846 For more information about the thread local storage modifiers see the
847 ELF extension documentation @samp{ELF Handling For Thread-Local Storage}.
849 @cindex @code{.ltorg} directive, s390
850 @item .ltorg
851 This directive causes the current contents of the literal pool to be
852 dumped to the current location (@ref{s390 Literal Pool Entries}).
853 @end table
855 @node s390 Floating Point
856 @section Floating Point
857 @cindex floating point, s390
858 @cindex s390 floating point
860 The assembler recognizes both the @sc{ieee} floating-point instruction and
861 the hexadecimal floating-point instructions. The floating-point constructors
862 @samp{.float}, @samp{.single}, and @samp{.double} always emit the
863 @sc{ieee} format. To assemble hexadecimal floating-point constants the
864 @samp{.long} and @samp{.quad} directives must be used.