gas/doc/c-i960.texi

   1 @c Copyright 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1996, 2002, 2006, 2011
   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 i960-Dependent
   8 @chapter Intel 80960 Dependent Features
   9 @end ifset
  10 @ifclear GENERIC
  11 @node Machine Dependencies
  12 @chapter Intel 80960 Dependent Features
  13 @end ifclear
  14
  15 @cindex i960 support
  16 @menu
  17 * Options-i960::                i960 Command-line Options
  18 * Floating Point-i960::         Floating Point
  19 * Directives-i960::             i960 Machine Directives
  20 * Opcodes for i960::            i960 Opcodes
  21 * Syntax of i960::              i960 Syntax
  22 @end menu
  23
  24 @c FIXME! Add Syntax sec with discussion of bitfields here, at least so
  25 @c long as they're not turned on for other machines than 960.
  26
  27 @node Options-i960
  28
  29 @section i960 Command-line Options
  30
  31 @cindex i960 options
  32 @cindex options, i960
  33 @table @code
  34
  35 @cindex i960 architecture options
  36 @cindex architecture options, i960
  37 @cindex @code{-A} options, i960
  38 @item -ACA | -ACA_A | -ACB | -ACC | -AKA | -AKB | -AKC | -AMC
  39 Select the 80960 architecture.  Instructions or features not supported
  40 by the selected architecture cause fatal errors.
  41
  42 @samp{-ACA} is equivalent to @samp{-ACA_A}; @samp{-AKC} is equivalent to
  43 @samp{-AMC}.  Synonyms are provided for compatibility with other tools.
  44
  45 If you do not specify any of these options, @code{@value{AS}} generates code
  46 for any instruction or feature that is supported by @emph{some} version of the
  47 960 (even if this means mixing architectures!).  In principle,
  48 @code{@value{AS}} attempts to deduce the minimal sufficient processor type if
  49 none is specified; depending on the object code format, the processor type may
  50 be recorded in the object file.  If it is critical that the @code{@value{AS}}
  51 output match a specific architecture, specify that architecture explicitly.
  52
  53 @cindex @code{-b} option, i960
  54 @cindex branch recording, i960
  55 @cindex i960 branch recording
  56 @item -b
  57 Add code to collect information about conditional branches taken, for
  58 later optimization using branch prediction bits.  (The conditional branch
  59 instructions have branch prediction bits in the CA, CB, and CC
  60 architectures.)  If @var{BR} represents a conditional branch instruction,
  61 the following represents the code generated by the assembler when
  62 @samp{-b} is specified:
  63
  64 @smallexample
  65         call    @var{increment routine}
  66         .word   0       # pre-counter
  67 Label:  @var{BR}
  68         call    @var{increment routine}
  69         .word   0       # post-counter
  70 @end smallexample
  71
  72 The counter following a branch records the number of times that branch
  73 was @emph{not} taken; the difference between the two counters is the
  74 number of times the branch @emph{was} taken.
  75
  76 @cindex @code{gbr960}, i960 postprocessor
  77 @cindex branch statistics table, i960
  78 A table of every such @code{Label} is also generated, so that the
  79 external postprocessor @code{gbr960} (supplied by Intel) can locate all
  80 the counters.  This table is always labeled @samp{__BRANCH_TABLE__};
  81 this is a local symbol to permit collecting statistics for many separate
  82 object files.  The table is word aligned, and begins with a two-word
  83 header.  The first word, initialized to 0, is used in maintaining linked
  84 lists of branch tables.  The second word is a count of the number of
  85 entries in the table, which follow immediately: each is a word, pointing
  86 to one of the labels illustrated above.
  87
  88 @c TEXI2ROFF-KILL
  89 @ifinfo
  90 @c END TEXI2ROFF-KILL
  91 @example
  92  +------------+------------+------------+ ... +------------+
  93  |            |            |            |     |            |
  94  |  *NEXT     |  COUNT: N  | *BRLAB 1   |     | *BRLAB N   |
  95  |            |            |            |     |            |
  96  +------------+------------+------------+ ... +------------+
  97
  98                __BRANCH_TABLE__ layout
  99 @end example
 100 @c TEXI2ROFF-KILL
 101 @end ifinfo
 102 @need 2000
 103 @tex
 104 \vskip 1pc
 105 \line{\leftskip=0pt\hskip\tableindent
 106 \boxit{2cm}{\tt *NEXT}\boxit{2cm}{\tt COUNT: \it N}\boxit{2cm}{\tt
 107 *BRLAB 1}\ibox{1cm}{\quad\dots}\boxit{2cm}{\tt *BRLAB \it N}\hfil}
 108 \centerline{\it {\tt \_\_BRANCH\_TABLE\_\_} layout}
 109 @end tex
 110 @c END TEXI2ROFF-KILL
 111
 112 The first word of the header is used to locate multiple branch tables,
 113 since each object file may contain one. Normally the links are
 114 maintained with a call to an initialization routine, placed at the
 115 beginning of each function in the file.  The @sc{gnu} C compiler
 116 generates these calls automatically when you give it a @samp{-b} option.
 117 For further details, see the documentation of @samp{gbr960}.
 118
 119 @cindex @code{-no-relax} option, i960
 120 @item -no-relax
 121 Normally, Compare-and-Branch instructions with targets that require
 122 displacements greater than 13 bits (or that have external targets) are
 123 replaced with the corresponding compare (or @samp{chkbit}) and branch
 124 instructions.  You can use the @samp{-no-relax} option to specify that
 125 @code{@value{AS}} should generate errors instead, if the target displacement
 126 is larger than 13 bits.
 127
 128 This option does not affect the Compare-and-Jump instructions; the code
 129 emitted for them is @emph{always} adjusted when necessary (depending on
 130 displacement size), regardless of whether you use @samp{-no-relax}.
 131 @end table
 132
 133 @node Floating Point-i960
 134 @section Floating Point
 135
 136 @cindex floating point, i960 (@sc{ieee})
 137 @cindex i960 floating point (@sc{ieee})
 138 @code{@value{AS}} generates @sc{ieee} floating-point numbers for the directives
 139 @samp{.float}, @samp{.double}, @samp{.extended}, and @samp{.single}.
 140
 141 @node Directives-i960
 142 @section i960 Machine Directives
 143
 144 @cindex machine directives, i960
 145 @cindex i960 machine directives
 146
 147 @table @code
 148 @cindex @code{bss} directive, i960
 149 @item .bss @var{symbol}, @var{length}, @var{align}
 150 Reserve @var{length} bytes in the bss section for a local @var{symbol},
 151 aligned to the power of two specified by @var{align}.  @var{length} and
 152 @var{align} must be positive absolute expressions.  This directive
 153 differs from @samp{.lcomm} only in that it permits you to specify
 154 an alignment.  @xref{Lcomm,,@code{.lcomm}}.
 155 @end table
 156
 157 @table @code
 158 @cindex @code{extended} directive, i960
 159 @item .extended @var{flonums}
 160 @code{.extended} expects zero or more flonums, separated by commas; for
 161 each flonum, @samp{.extended} emits an @sc{ieee} extended-format (80-bit)
 162 floating-point number.
 163
 164 @cindex @code{leafproc} directive, i960
 165 @item .leafproc @var{call-lab}, @var{bal-lab}
 166 You can use the @samp{.leafproc} directive in conjunction with the
 167 optimized @code{callj} instruction to enable faster calls of leaf
 168 procedures.  If a procedure is known to call no other procedures, you
 169 may define an entry point that skips procedure prolog code (and that does
 170 not depend on system-supplied saved context), and declare it as the
 171 @var{bal-lab} using @samp{.leafproc}.  If the procedure also has an
 172 entry point that goes through the normal prolog, you can specify that
 173 entry point as @var{call-lab}.
 174
 175 A @samp{.leafproc} declaration is meant for use in conjunction with the
 176 optimized call instruction @samp{callj}; the directive records the data
 177 needed later to choose between converting the @samp{callj} into a
 178 @code{bal} or a @code{call}.
 179
 180 @var{call-lab} is optional; if only one argument is present, or if the
 181 two arguments are identical, the single argument is assumed to be the
 182 @code{bal} entry point.
 183
 184 @cindex @code{sysproc} directive, i960
 185 @item .sysproc @var{name}, @var{index}
 186 The @samp{.sysproc} directive defines a name for a system procedure.
 187 After you define it using @samp{.sysproc}, you can use @var{name} to
 188 refer to the system procedure identified by @var{index} when calling
 189 procedures with the optimized call instruction @samp{callj}.
 190
 191 Both arguments are required; @var{index} must be between 0 and 31
 192 (inclusive).
 193 @end table
 194
 195 @node Opcodes for i960
 196 @section i960 Opcodes
 197
 198 @cindex opcodes, i960
 199 @cindex i960 opcodes
 200 All Intel 960 machine instructions are supported;
 201 @pxref{Options-i960,,i960 Command-line Options} for a discussion of
 202 selecting the instruction subset for a particular 960
 203 architecture.@refill
 204
 205 Some opcodes are processed beyond simply emitting a single corresponding
 206 instruction: @samp{callj}, and Compare-and-Branch or Compare-and-Jump
 207 instructions with target displacements larger than 13 bits.
 208
 209 @menu
 210 * callj-i960::                  @code{callj}
 211 * Compare-and-branch-i960::     Compare-and-Branch
 212 @end menu
 213
 214 @node callj-i960
 215 @subsection @code{callj}
 216
 217 @cindex @code{callj}, i960 pseudo-opcode
 218 @cindex i960 @code{callj} pseudo-opcode
 219 You can write @code{callj} to have the assembler or the linker determine
 220 the most appropriate form of subroutine call: @samp{call},
 221 @samp{bal}, or @samp{calls}.  If the assembly source contains
 222 enough information---a @samp{.leafproc} or @samp{.sysproc} directive
 223 defining the operand---then @code{@value{AS}} translates the
 224 @code{callj}; if not, it simply emits the @code{callj}, leaving it
 225 for the linker to resolve.
 226
 227 @node Compare-and-branch-i960
 228 @subsection Compare-and-Branch
 229
 230 @cindex i960 compare/branch instructions
 231 @cindex compare/branch instructions, i960
 232 The 960 architectures provide combined Compare-and-Branch instructions
 233 that permit you to store the branch target in the lower 13 bits of the
 234 instruction word itself.  However, if you specify a branch target far
 235 enough away that its address won't fit in 13 bits, the assembler can
 236 either issue an error, or convert your Compare-and-Branch instruction
 237 into separate instructions to do the compare and the branch.
 238
 239 @cindex compare and jump expansions, i960
 240 @cindex i960 compare and jump expansions
 241 Whether @code{@value{AS}} gives an error or expands the instruction depends
 242 on two choices you can make: whether you use the @samp{-no-relax} option,
 243 and whether you use a ``Compare and Branch'' instruction or a ``Compare
 244 and Jump'' instruction.  The ``Jump'' instructions are @emph{always}
 245 expanded if necessary; the ``Branch'' instructions are expanded when
 246 necessary @emph{unless} you specify @code{-no-relax}---in which case
 247 @code{@value{AS}} gives an error instead.
 248
 249 These are the Compare-and-Branch instructions, their ``Jump'' variants,
 250 and the instruction pairs they may expand into:
 251
 252 @c TEXI2ROFF-KILL
 253 @ifinfo
 254 @c END TEXI2ROFF-KILL
 255 @example
 256         Compare and
 257      Branch      Jump       Expanded to
 258      ------    ------       ------------
 259         bbc                 chkbit; bno
 260         bbs                 chkbit; bo
 261      cmpibe    cmpije       cmpi; be
 262      cmpibg    cmpijg       cmpi; bg
 263     cmpibge   cmpijge       cmpi; bge
 264      cmpibl    cmpijl       cmpi; bl
 265     cmpible   cmpijle       cmpi; ble
 266     cmpibno   cmpijno       cmpi; bno
 267     cmpibne   cmpijne       cmpi; bne
 268      cmpibo    cmpijo       cmpi; bo
 269      cmpobe    cmpoje       cmpo; be
 270      cmpobg    cmpojg       cmpo; bg
 271     cmpobge   cmpojge       cmpo; bge
 272      cmpobl    cmpojl       cmpo; bl
 273     cmpoble   cmpojle       cmpo; ble
 274     cmpobne   cmpojne       cmpo; bne
 275 @end example
 276 @c TEXI2ROFF-KILL
 277 @end ifinfo
 278 @tex
 279 \hskip\tableindent
 280 \halign{\hfil {\tt #}\quad&\hfil {\tt #}\qquad&{\tt #}\hfil\cr
 281 \omit{\hfil\it Compare and\hfil}\span\omit&\cr
 282 {\it Branch}&{\it Jump}&{\it Expanded to}\cr
 283         bbc&                 & chkbit; bno\cr
 284         bbs&                 & chkbit; bo\cr
 285      cmpibe&    cmpije&       cmpi; be\cr
 286      cmpibg&    cmpijg&       cmpi; bg\cr
 287     cmpibge&   cmpijge&       cmpi; bge\cr
 288      cmpibl&    cmpijl&       cmpi; bl\cr
 289     cmpible&   cmpijle&       cmpi; ble\cr
 290     cmpibno&   cmpijno&       cmpi; bno\cr
 291     cmpibne&   cmpijne&       cmpi; bne\cr
 292      cmpibo&    cmpijo&       cmpi; bo\cr
 293      cmpobe&    cmpoje&       cmpo; be\cr
 294      cmpobg&    cmpojg&       cmpo; bg\cr
 295     cmpobge&   cmpojge&       cmpo; bge\cr
 296      cmpobl&    cmpojl&       cmpo; bl\cr
 297     cmpoble&   cmpojle&       cmpo; ble\cr
 298     cmpobne&   cmpojne&       cmpo; bne\cr}
 299 @end tex
 300 @c END TEXI2ROFF-KILL
 301
 302 @node Syntax of i960
 303 @section Syntax for the i960
 304 @menu
 305 * i960-Chars::                Special Characters
 306 @end menu
 307
 308 @node i960-Chars
 309 @subsection Special Characters
 310
 311 @cindex line comment character, i960
 312 @cindex i960 line comment character
 313 The presence of a @samp{#} on a line indicates the start of a comment
 314 that extends to the end of the current line.
 315
 316 If a @samp{#} appears as the first character of a line, the whole line
 317 is treated as a comment, but in this case the line can also be a
 318 logical line number directive (@pxref{Comments}) or a
 319 preprocessor control command (@pxref{Preprocessing}).
 320
 321 @cindex line separator, i960
 322 @cindex statement separator, i960
 323 @cindex i960 line separator
 324 The @samp{;} character can be used to separate statements on the same
 325 line.