S/390: Implement instruction set extensions
[external/binutils.git] / gas / doc / c-h8300.texi
1 @c Copyright (C) 1991-2019 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 @end ifset
7 @node H8/300-Dependent
8 @chapter H8/300 Dependent Features
9
10 @cindex H8/300 support
11 @menu
12 * H8/300 Options::              Options
13 * H8/300 Syntax::               Syntax
14 * H8/300 Floating Point::       Floating Point
15 * H8/300 Directives::           H8/300 Machine Directives
16 * H8/300 Opcodes::              Opcodes
17 @end menu
18
19 @node H8/300 Options
20 @section Options
21
22 @cindex H8/300 options
23 @cindex options, H8/300
24 The Renesas H8/300 version of @code{@value{AS}} has one
25 machine-dependent option:
26
27 @c man begin OPTIONS
28 @table @gcctabopt
29 @item -h-tick-hex
30 Support H'00 style hex constants in addition to 0x00 style.
31
32 @item -mach=@var{name}
33 Sets the H8300 machine variant.  The following machine names
34 are recognised:
35 @code{h8300h},
36 @code{h8300hn},
37 @code{h8300s},
38 @code{h8300sn},
39 @code{h8300sx} and 
40 @code{h8300sxn}.
41
42 @end table
43 @c man end
44
45 @node H8/300 Syntax
46 @section Syntax
47 @menu
48 * H8/300-Chars::                Special Characters
49 * H8/300-Regs::                 Register Names
50 * H8/300-Addressing::           Addressing Modes
51 @end menu
52
53 @node H8/300-Chars
54 @subsection Special Characters
55
56 @cindex line comment character, H8/300
57 @cindex H8/300 line comment character
58 @samp{;} is the line comment character.
59
60 @cindex line separator, H8/300
61 @cindex statement separator, H8/300
62 @cindex H8/300 line separator
63 @samp{$} can be used instead of a newline to separate statements.
64 Therefore @emph{you may not use @samp{$} in symbol names} on the H8/300.
65
66 @node H8/300-Regs
67 @subsection Register Names
68
69 @cindex H8/300 registers
70 @cindex register names, H8/300
71 You can use predefined symbols of the form @samp{r@var{n}h} and
72 @samp{r@var{n}l} to refer to the H8/300 registers as sixteen 8-bit
73 general-purpose registers.  @var{n} is a digit from @samp{0} to
74 @samp{7}); for instance, both @samp{r0h} and @samp{r7l} are valid
75 register names.
76
77 You can also use the eight predefined symbols @samp{r@var{n}} to refer
78 to the H8/300 registers as 16-bit registers (you must use this form for
79 addressing).
80
81 On the H8/300H, you can also use the eight predefined symbols
82 @samp{er@var{n}} (@samp{er0} @dots{} @samp{er7}) to refer to the 32-bit
83 general purpose registers.
84
85 The two control registers are called @code{pc} (program counter; a
86 16-bit register, except on the H8/300H where it is 24 bits) and
87 @code{ccr} (condition code register; an 8-bit register).  @code{r7} is
88 used as the stack pointer, and can also be called @code{sp}.
89
90 @node H8/300-Addressing
91 @subsection Addressing Modes
92
93 @cindex addressing modes, H8/300
94 @cindex H8/300 addressing modes
95 @value{AS} understands the following addressing modes for the H8/300:
96 @table @code
97 @item r@var{n}
98 Register direct
99
100 @item @@r@var{n}
101 Register indirect
102
103 @need 1200
104 @item @@(@var{d}, r@var{n})
105 @itemx @@(@var{d}:16, r@var{n})
106 @itemx @@(@var{d}:24, r@var{n})
107 Register indirect: 16-bit or 24-bit displacement @var{d} from register
108 @var{n}.  (24-bit displacements are only meaningful on the H8/300H.)
109
110 @item @@r@var{n}+
111 Register indirect with post-increment
112
113 @item @@-r@var{n}
114 Register indirect with pre-decrement
115
116 @item @code{@@}@var{aa}
117 @itemx @code{@@}@var{aa}:8
118 @itemx @code{@@}@var{aa}:16
119 @itemx @code{@@}@var{aa}:24
120 Absolute address @code{aa}.  (The address size @samp{:24} only makes
121 sense on the H8/300H.)
122
123 @item #@var{xx}
124 @itemx #@var{xx}:8
125 @itemx #@var{xx}:16
126 @itemx #@var{xx}:32
127 Immediate data @var{xx}.  You may specify the @samp{:8}, @samp{:16}, or
128 @samp{:32} for clarity, if you wish; but @code{@value{AS}} neither
129 requires this nor uses it---the data size required is taken from
130 context.
131
132 @item @code{@@}@code{@@}@var{aa}
133 @itemx @code{@@}@code{@@}@var{aa}:8
134 Memory indirect.  You may specify the @samp{:8} for clarity, if you
135 wish; but @code{@value{AS}} neither requires this nor uses it.
136 @end table
137
138 @node H8/300 Floating Point
139 @section Floating Point
140
141 @cindex floating point, H8/300 (@sc{ieee})
142 @cindex H8/300 floating point (@sc{ieee})
143 The H8/300 family has no hardware floating point, but the @code{.float}
144 directive generates @sc{ieee} floating-point numbers for compatibility
145 with other development tools.
146
147 @page
148 @node H8/300 Directives
149 @section H8/300 Machine Directives
150
151 @cindex H8/300 machine directives (none)
152 @cindex machine directives, H8/300 (none)
153 @cindex @code{word} directive, H8/300
154 @cindex @code{int} directive, H8/300
155 @code{@value{AS}} has the following machine-dependent directives for
156 the H8/300:
157
158 @table @code
159 @cindex H8/300H, assembling for
160 @item .h8300h
161 Recognize and emit additional instructions for the H8/300H variant, and
162 also make @code{.int} emit 32-bit numbers rather than the usual (16-bit)
163 for the H8/300 family.
164
165 @item .h8300s
166 Recognize and emit additional instructions for the H8S variant, and
167 also make @code{.int} emit 32-bit numbers rather than the usual (16-bit)
168 for the H8/300 family.
169
170 @item .h8300hn
171 Recognize and emit additional instructions for the H8/300H variant in
172 normal mode, and also make @code{.int} emit 32-bit numbers rather than
173 the usual (16-bit) for the H8/300 family.
174
175 @item .h8300sn
176 Recognize and emit additional instructions for the H8S variant in
177 normal mode, and also make @code{.int} emit 32-bit numbers rather than
178 the usual (16-bit) for the H8/300 family.
179 @end table
180
181 On the H8/300 family (including the H8/300H) @samp{.word} directives
182 generate 16-bit numbers.
183
184 @node H8/300 Opcodes
185 @section Opcodes
186
187 @cindex H8/300 opcode summary
188 @cindex opcode summary, H8/300
189 @cindex mnemonics, H8/300
190 @cindex instruction summary, H8/300
191 For detailed information on the H8/300 machine instruction set, see
192 @cite{H8/300 Series Programming Manual}.  For information specific to
193 the H8/300H, see @cite{H8/300H Series Programming Manual} (Renesas).
194
195 @code{@value{AS}} implements all the standard H8/300 opcodes.  No additional
196 pseudo-instructions are needed on this family.
197
198 @ifset SMALL
199 @c this table, due to the multi-col faking and hardcoded order, looks silly
200 @c except in smallbook.  See comments below "@set SMALL" near top of this file.
201
202 The following table summarizes the H8/300 opcodes, and their arguments.
203 Entries marked @samp{*} are opcodes used only on the H8/300H.
204
205 @smallexample
206 @c Using @group seems to use the normal baselineskip, not the smallexample
207 @c baselineskip; looks approx doublespaced.
208          @i{Legend:}
209             Rs   @r{source register}
210             Rd   @r{destination register}
211             abs  @r{absolute address}
212             imm  @r{immediate data}
213          disp:N  @r{N-bit displacement from a register}
214         pcrel:N  @r{N-bit displacement relative to program counter}
215
216    add.b #imm,rd              *  andc #imm,ccr
217    add.b rs,rd                   band #imm,rd
218    add.w rs,rd                   band #imm,@@rd
219 *  add.w #imm,rd                 band #imm,@@abs:8
220 *  add.l rs,rd                   bra  pcrel:8
221 *  add.l #imm,rd              *  bra  pcrel:16
222    adds #imm,rd                  bt   pcrel:8
223    addx #imm,rd               *  bt   pcrel:16
224    addx rs,rd                    brn  pcrel:8
225    and.b #imm,rd              *  brn  pcrel:16
226    and.b rs,rd                   bf   pcrel:8
227 *  and.w rs,rd                *  bf   pcrel:16
228 *  and.w #imm,rd                 bhi  pcrel:8
229 *  and.l #imm,rd              *  bhi  pcrel:16
230 *  and.l rs,rd                   bls  pcrel:8
231 @page
232 *  bls  pcrel:16                 bld  #imm,rd
233    bcc  pcrel:8                  bld  #imm,@@rd
234 *  bcc  pcrel:16                 bld  #imm,@@abs:8
235    bhs  pcrel:8                  bnot #imm,rd
236 *  bhs  pcrel:16                 bnot #imm,@@rd
237    bcs  pcrel:8                  bnot #imm,@@abs:8
238 *  bcs  pcrel:16                 bnot rs,rd
239    blo  pcrel:8                  bnot rs,@@rd
240 *  blo  pcrel:16                 bnot rs,@@abs:8
241    bne  pcrel:8                  bor  #imm,rd
242 *  bne  pcrel:16                 bor  #imm,@@rd
243    beq  pcrel:8                  bor  #imm,@@abs:8
244 *  beq  pcrel:16                 bset #imm,rd
245    bvc  pcrel:8                  bset #imm,@@rd
246 *  bvc  pcrel:16                 bset #imm,@@abs:8
247    bvs  pcrel:8                  bset rs,rd
248 *  bvs  pcrel:16                 bset rs,@@rd
249    bpl  pcrel:8                  bset rs,@@abs:8
250 *  bpl  pcrel:16                 bsr  pcrel:8
251    bmi  pcrel:8                  bsr  pcrel:16
252 *  bmi  pcrel:16                 bst  #imm,rd
253    bge  pcrel:8                  bst  #imm,@@rd
254 *  bge  pcrel:16                 bst  #imm,@@abs:8
255    blt  pcrel:8                  btst #imm,rd
256 *  blt  pcrel:16                 btst #imm,@@rd
257    bgt  pcrel:8                  btst #imm,@@abs:8
258 *  bgt  pcrel:16                 btst rs,rd
259    ble  pcrel:8                  btst rs,@@rd
260 *  ble  pcrel:16                 btst rs,@@abs:8
261    bclr #imm,rd                  bxor #imm,rd
262    bclr #imm,@@rd                 bxor #imm,@@rd
263    bclr #imm,@@abs:8              bxor #imm,@@abs:8
264    bclr rs,rd                    cmp.b #imm,rd
265    bclr rs,@@rd                   cmp.b rs,rd
266    bclr rs,@@abs:8                cmp.w rs,rd
267    biand #imm,rd                 cmp.w rs,rd
268    biand #imm,@@rd             *  cmp.w #imm,rd
269    biand #imm,@@abs:8          *  cmp.l #imm,rd
270    bild #imm,rd               *  cmp.l rs,rd
271    bild #imm,@@rd                 daa  rs
272    bild #imm,@@abs:8              das  rs
273    bior #imm,rd                  dec.b rs
274    bior #imm,@@rd              *  dec.w #imm,rd
275    bior #imm,@@abs:8           *  dec.l #imm,rd
276    bist #imm,rd                  divxu.b rs,rd
277    bist #imm,@@rd              *  divxu.w rs,rd
278    bist #imm,@@abs:8           *  divxs.b rs,rd
279    bixor #imm,rd              *  divxs.w rs,rd
280    bixor #imm,@@rd                eepmov
281    bixor #imm,@@abs:8          *  eepmovw
282 @page
283 *  exts.w rd                     mov.w rs,@@abs:16
284 *  exts.l rd                  *  mov.l #imm,rd
285 *  extu.w rd                  *  mov.l rs,rd
286 *  extu.l rd                  *  mov.l @@rs,rd
287    inc  rs                    *  mov.l @@(disp:16,rs),rd
288 *  inc.w #imm,rd              *  mov.l @@(disp:24,rs),rd
289 *  inc.l #imm,rd              *  mov.l @@rs+,rd
290    jmp  @@rs                   *  mov.l @@abs:16,rd
291    jmp  abs                   *  mov.l @@abs:24,rd
292    jmp  @@@@abs:8               *  mov.l rs,@@rd
293    jsr  @@rs                   *  mov.l rs,@@(disp:16,rd)
294    jsr  abs                   *  mov.l rs,@@(disp:24,rd)
295    jsr  @@@@abs:8               *  mov.l rs,@@-rd
296    ldc  #imm,ccr              *  mov.l rs,@@abs:16
297    ldc  rs,ccr                *  mov.l rs,@@abs:24
298 *  ldc  @@abs:16,ccr              movfpe @@abs:16,rd
299 *  ldc  @@abs:24,ccr              movtpe rs,@@abs:16
300 *  ldc  @@(disp:16,rs),ccr        mulxu.b rs,rd
301 *  ldc  @@(disp:24,rs),ccr     *  mulxu.w rs,rd
302 *  ldc  @@rs+,ccr              *  mulxs.b rs,rd
303 *  ldc  @@rs,ccr               *  mulxs.w rs,rd
304 *  mov.b @@(disp:24,rs),rd        neg.b rs
305 *  mov.b rs,@@(disp:24,rd)     *  neg.w rs
306    mov.b @@abs:16,rd           *  neg.l rs
307    mov.b rs,rd                   nop
308    mov.b @@abs:8,rd               not.b rs
309    mov.b rs,@@abs:8            *  not.w rs
310    mov.b rs,rd                *  not.l rs
311    mov.b #imm,rd                 or.b #imm,rd
312    mov.b @@rs,rd                  or.b rs,rd
313    mov.b @@(disp:16,rs),rd     *  or.w #imm,rd
314    mov.b @@rs+,rd              *  or.w rs,rd
315    mov.b @@abs:8,rd            *  or.l #imm,rd
316    mov.b rs,@@rd               *  or.l rs,rd
317    mov.b rs,@@(disp:16,rd)        orc  #imm,ccr
318    mov.b rs,@@-rd                 pop.w rs
319    mov.b rs,@@abs:8            *  pop.l rs
320    mov.w rs,@@rd                  push.w rs
321 *  mov.w @@(disp:24,rs),rd     *  push.l rs
322 *  mov.w rs,@@(disp:24,rd)        rotl.b rs
323 *  mov.w @@abs:24,rd           *  rotl.w rs
324 *  mov.w rs,@@abs:24           *  rotl.l rs
325    mov.w rs,rd                   rotr.b rs
326    mov.w #imm,rd              *  rotr.w rs
327    mov.w @@rs,rd               *  rotr.l rs
328    mov.w @@(disp:16,rs),rd        rotxl.b rs
329    mov.w @@rs+,rd              *  rotxl.w rs
330    mov.w @@abs:16,rd           *  rotxl.l rs
331    mov.w rs,@@(disp:16,rd)        rotxr.b rs
332    mov.w rs,@@-rd              *  rotxr.w rs
333 @page
334 *  rotxr.l rs                 *  stc  ccr,@@(disp:24,rd)
335    bpt                        *  stc  ccr,@@-rd
336    rte                        *  stc  ccr,@@abs:16
337    rts                        *  stc  ccr,@@abs:24
338    shal.b rs                     sub.b rs,rd
339 *  shal.w rs                     sub.w rs,rd
340 *  shal.l rs                  *  sub.w #imm,rd
341    shar.b rs                  *  sub.l rs,rd
342 *  shar.w rs                  *  sub.l #imm,rd
343 *  shar.l rs                     subs #imm,rd
344    shll.b rs                     subx #imm,rd
345 *  shll.w rs                     subx rs,rd
346 *  shll.l rs                  *  trapa #imm
347    shlr.b rs                     xor  #imm,rd
348 *  shlr.w rs                     xor  rs,rd
349 *  shlr.l rs                  *  xor.w #imm,rd
350    sleep                      *  xor.w rs,rd
351    stc  ccr,rd                *  xor.l #imm,rd
352 *  stc  ccr,@@rs               *  xor.l rs,rd
353 *  stc  ccr,@@(disp:16,rd)        xorc #imm,ccr
354 @end smallexample
355 @end ifset
356
357 @cindex size suffixes, H8/300
358 @cindex H8/300 size suffixes
359 Four H8/300 instructions (@code{add}, @code{cmp}, @code{mov},
360 @code{sub}) are defined with variants using the suffixes @samp{.b},
361 @samp{.w}, and @samp{.l} to specify the size of a memory operand.
362 @code{@value{AS}} supports these suffixes, but does not require them;
363 since one of the operands is always a register, @code{@value{AS}} can
364 deduce the correct size.
365
366 For example, since @code{r0} refers to a 16-bit register,
367 @example
368 mov    r0,@@foo
369 @exdent is equivalent to
370 mov.w  r0,@@foo
371 @end example
372
373 If you use the size suffixes, @code{@value{AS}} issues a warning when
374 the suffix and the register size do not match.