gas/doc/c-i960.texi

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