[ bfd/ChangeLog ]
[external/binutils.git] / gas / doc / c-mips.texi
1 @c Copyright 1991, 1992, 1993, 1994, 1995, 1997, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003
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 MIPS-Dependent
8 @chapter MIPS Dependent Features
9 @end ifset
10 @ifclear GENERIC
11 @node Machine Dependencies
12 @chapter MIPS Dependent Features
13 @end ifclear
14
15 @cindex MIPS processor
16 @sc{gnu} @code{@value{AS}} for @sc{mips} architectures supports several
17 different @sc{mips} processors, and MIPS ISA levels I through V, MIPS32,
18 and MIPS64.  For information about the @sc{mips} instruction set, see
19 @cite{MIPS RISC Architecture}, by Kane and Heindrich (Prentice-Hall).
20 For an overview of @sc{mips} assembly conventions, see ``Appendix D:
21 Assembly Language Programming'' in the same work.
22
23 @menu
24 * MIPS Opts::           Assembler options
25 * MIPS Object::         ECOFF object code
26 * MIPS Stabs::          Directives for debugging information
27 * MIPS ISA::            Directives to override the ISA level
28 * MIPS autoextend::     Directives for extending MIPS 16 bit instructions
29 * MIPS insn::           Directive to mark data as an instruction
30 * MIPS option stack::   Directives to save and restore options
31 * MIPS ASE instruction generation overrides:: Directives to control
32                         generation of MIPS ASE instructions
33 @end menu
34
35 @node MIPS Opts
36 @section Assembler options
37
38 The @sc{mips} configurations of @sc{gnu} @code{@value{AS}} support these
39 special options:
40
41 @table @code
42 @cindex @code{-G} option (MIPS)
43 @item -G @var{num}
44 This option sets the largest size of an object that can be referenced
45 implicitly with the @code{gp} register.  It is only accepted for targets
46 that use @sc{ecoff} format.  The default value is 8.
47
48 @cindex @code{-EB} option (MIPS)
49 @cindex @code{-EL} option (MIPS)
50 @cindex MIPS big-endian output
51 @cindex MIPS little-endian output
52 @cindex big-endian output, MIPS
53 @cindex little-endian output, MIPS
54 @item -EB
55 @itemx -EL
56 Any @sc{mips} configuration of @code{@value{AS}} can select big-endian or
57 little-endian output at run time (unlike the other @sc{gnu} development
58 tools, which must be configured for one or the other).  Use @samp{-EB}
59 to select big-endian output, and @samp{-EL} for little-endian.
60
61 @cindex MIPS architecture options
62 @item -mips1
63 @itemx -mips2
64 @itemx -mips3
65 @itemx -mips4
66 @itemx -mips5
67 @itemx -mips32
68 @itemx -mips32r2
69 @itemx -mips64
70 @itemx -mips64r2
71 Generate code for a particular MIPS Instruction Set Architecture level.
72 @samp{-mips1} corresponds to the @sc{r2000} and @sc{r3000} processors,
73 @samp{-mips2} to the @sc{r6000} processor, @samp{-mips3} to the
74 @sc{r4000} processor, and @samp{-mips4} to the @sc{r8000} and
75 @sc{r10000} processors.  @samp{-mips5}, @samp{-mips32}, @samp{-mips32r2},
76 @samp{-mips64}, and @samp{-mips64r2}
77 correspond to generic
78 @sc{MIPS V}, @sc{MIPS32}, @sc{MIPS32 Release 2}, @sc{MIPS64},
79 and @sc{MIPS64 Release 2}
80 ISA processors, respectively.  You can also switch
81 instruction sets during the assembly; see @ref{MIPS ISA, Directives to
82 override the ISA level}.
83
84 @item -mgp32
85 @itemx -mfp32
86 Some macros have different expansions for 32-bit and 64-bit registers.
87 The register sizes are normally inferred from the ISA and ABI, but these
88 flags force a certain group of registers to be treated as 32 bits wide at
89 all times.  @samp{-mgp32} controls the size of general-purpose registers
90 and @samp{-mfp32} controls the size of floating-point registers.
91
92 On some MIPS variants there is a 32-bit mode flag; when this flag is
93 set, 64-bit instructions generate a trap.  Also, some 32-bit OSes only
94 save the 32-bit registers on a context switch, so it is essential never
95 to use the 64-bit registers.
96
97 @item -mgp64
98 Assume that 64-bit general purpose registers are available.  This is
99 provided in the interests of symmetry with -gp32.
100
101 @item -mips16
102 @itemx -no-mips16
103 Generate code for the MIPS 16 processor.  This is equivalent to putting
104 @samp{.set mips16} at the start of the assembly file.  @samp{-no-mips16}
105 turns off this option.
106
107 @item -mips3d
108 @itemx -no-mips3d
109 Generate code for the MIPS-3D Application Specific Extension.
110 This tells the assembler to accept MIPS-3D instructions.
111 @samp{-no-mips3d} turns off this option.
112
113 @item -mdmx
114 @itemx -no-mdmx
115 Generate code for the MDMX Application Specific Extension.
116 This tells the assembler to accept MDMX instructions.
117 @samp{-no-mdmx} turns off this option.
118
119 @item -mfix7000
120 @itemx -mno-fix7000
121 Cause nops to be inserted if the read of the destination register
122 of an mfhi or mflo instruction occurs in the following two instructions.
123
124 @item -mfix-vr4122-bugs
125 @itemx -no-mfix-vr4122-bugs
126 Insert @samp{nop} instructions to avoid errors in certain versions of
127 the vr4122 core.  This option is intended to be used on GCC-generated
128 code: it is not designed to catch errors in hand-written assembler code.
129
130 @item -m4010
131 @itemx -no-m4010
132 Generate code for the LSI @sc{r4010} chip.  This tells the assembler to
133 accept the @sc{r4010} specific instructions (@samp{addciu}, @samp{ffc},
134 etc.), and to not schedule @samp{nop} instructions around accesses to
135 the @samp{HI} and @samp{LO} registers.  @samp{-no-m4010} turns off this
136 option.
137
138 @item -m4650
139 @itemx -no-m4650
140 Generate code for the MIPS @sc{r4650} chip.  This tells the assembler to accept
141 the @samp{mad} and @samp{madu} instruction, and to not schedule @samp{nop}
142 instructions around accesses to the @samp{HI} and @samp{LO} registers.
143 @samp{-no-m4650} turns off this option.
144
145 @itemx -m3900
146 @itemx -no-m3900
147 @itemx -m4100
148 @itemx -no-m4100
149 For each option @samp{-m@var{nnnn}}, generate code for the MIPS
150 @sc{r@var{nnnn}} chip.  This tells the assembler to accept instructions
151 specific to that chip, and to schedule for that chip's hazards.
152
153 @item -march=@var{cpu}
154 Generate code for a particular MIPS cpu.  It is exactly equivalent to
155 @samp{-m@var{cpu}}, except that there are more value of @var{cpu}
156 understood.  Valid @var{cpu} value are:
157
158 @quotation
159 2000,
160 3000,
161 3900,
162 4000,
163 4010,
164 4100,
165 4111,
166 vr4120,
167 vr4130,
168 vr4181,
169 4300,
170 4400,
171 4600,
172 4650,
173 5000,
174 rm5200,
175 rm5230,
176 rm5231,
177 rm5261,
178 rm5721,
179 vr5400,
180 vr5500,
181 6000,
182 rm7000,
183 8000,
184 rm9000,
185 10000,
186 12000,
187 mips32-4k,
188 sb1
189 @end quotation
190
191 @item -mtune=@var{cpu}
192 Schedule and tune for a particular MIPS cpu.  Valid @var{cpu} values are
193 identical to @samp{-march=@var{cpu}}.
194
195 @item -mabi=@var{abi}
196 Record which ABI the source code uses.  The recognized arguments
197 are: @samp{32}, @samp{n32}, @samp{o64}, @samp{64} and @samp{eabi}.
198
199 @cindex @code{-nocpp} ignored (MIPS)
200 @item -nocpp
201 This option is ignored.  It is accepted for command-line compatibility with
202 other assemblers, which use it to turn off C style preprocessing.  With
203 @sc{gnu} @code{@value{AS}}, there is no need for @samp{-nocpp}, because the
204 @sc{gnu} assembler itself never runs the C preprocessor.
205
206 @item --construct-floats
207 @itemx --no-construct-floats
208 @cindex --construct-floats
209 @cindex --no-construct-floats
210 The @code{--no-construct-floats} option disables the construction of
211 double width floating point constants by loading the two halves of the
212 value into the two single width floating point registers that make up
213 the double width register.  This feature is useful if the processor
214 support the FR bit in its status  register, and this bit is known (by
215 the programmer) to be set.  This bit prevents the aliasing of the double
216 width register by the single width registers.
217
218 By default @code{--construct-floats} is selected, allowing construction
219 of these floating point constants.
220
221 @item --trap
222 @itemx --no-break
223 @c FIXME!  (1) reflect these options (next item too) in option summaries;
224 @c         (2) stop teasing, say _which_ instructions expanded _how_.
225 @code{@value{AS}} automatically macro expands certain division and
226 multiplication instructions to check for overflow and division by zero.  This
227 option causes @code{@value{AS}} to generate code to take a trap exception
228 rather than a break exception when an error is detected.  The trap instructions
229 are only supported at Instruction Set Architecture level 2 and higher.
230
231 @item --break
232 @itemx --no-trap
233 Generate code to take a break exception rather than a trap exception when an
234 error is detected.  This is the default.
235
236 @item -mpdr
237 @itemx -mno-pdr
238 Control generation of @code{.pdr} sections.  Off by default on IRIX, on
239 elsewhere.
240
241 @item -n
242 When this option is used, @code{@value{AS}} will issue a warning every
243 time it generates a nop instruction from a macro.
244 @end table
245
246 @node MIPS Object
247 @section MIPS ECOFF object code
248
249 @cindex ECOFF sections
250 @cindex MIPS ECOFF sections
251 Assembling for a @sc{mips} @sc{ecoff} target supports some additional sections
252 besides the usual @code{.text}, @code{.data} and @code{.bss}.  The
253 additional sections are @code{.rdata}, used for read-only data,
254 @code{.sdata}, used for small data, and @code{.sbss}, used for small
255 common objects.
256
257 @cindex small objects, MIPS ECOFF
258 @cindex @code{gp} register, MIPS
259 When assembling for @sc{ecoff}, the assembler uses the @code{$gp} (@code{$28})
260 register to form the address of a ``small object''.  Any object in the
261 @code{.sdata} or @code{.sbss} sections is considered ``small'' in this sense.
262 For external objects, or for objects in the @code{.bss} section, you can use
263 the @code{@value{GCC}} @samp{-G} option to control the size of objects addressed via
264 @code{$gp}; the default value is 8, meaning that a reference to any object
265 eight bytes or smaller uses @code{$gp}.  Passing @samp{-G 0} to
266 @code{@value{AS}} prevents it from using the @code{$gp} register on the basis
267 of object size (but the assembler uses @code{$gp} for objects in @code{.sdata}
268 or @code{sbss} in any case).  The size of an object in the @code{.bss} section
269 is set by the @code{.comm} or @code{.lcomm} directive that defines it.  The
270 size of an external object may be set with the @code{.extern} directive.  For
271 example, @samp{.extern sym,4} declares that the object at @code{sym} is 4 bytes
272 in length, whie leaving @code{sym} otherwise undefined.
273
274 Using small @sc{ecoff} objects requires linker support, and assumes that the
275 @code{$gp} register is correctly initialized (normally done automatically by
276 the startup code).  @sc{mips} @sc{ecoff} assembly code must not modify the
277 @code{$gp} register.
278
279 @node MIPS Stabs
280 @section Directives for debugging information
281
282 @cindex MIPS debugging directives
283 @sc{mips} @sc{ecoff} @code{@value{AS}} supports several directives used for
284 generating debugging information which are not support by traditional @sc{mips}
285 assemblers.  These are @code{.def}, @code{.endef}, @code{.dim}, @code{.file},
286 @code{.scl}, @code{.size}, @code{.tag}, @code{.type}, @code{.val},
287 @code{.stabd}, @code{.stabn}, and @code{.stabs}.  The debugging information
288 generated by the three @code{.stab} directives can only be read by @sc{gdb},
289 not by traditional @sc{mips} debuggers (this enhancement is required to fully
290 support C++ debugging).  These directives are primarily used by compilers, not
291 assembly language programmers!
292
293 @node MIPS ISA
294 @section Directives to override the ISA level
295
296 @cindex MIPS ISA override
297 @kindex @code{.set mips@var{n}}
298 @sc{gnu} @code{@value{AS}} supports an additional directive to change
299 the @sc{mips} Instruction Set Architecture level on the fly: @code{.set
300 mips@var{n}}.  @var{n} should be a number from 0 to 5, or 32, 32r2, 64
301 or 64r2.
302 The values other than 0 make the assembler accept instructions
303 for the corresponding @sc{isa} level, from that point on in the
304 assembly.  @code{.set mips@var{n}} affects not only which instructions
305 are permitted, but also how certain macros are expanded.  @code{.set
306 mips0} restores the @sc{isa} level to its original level: either the
307 level you selected with command line options, or the default for your
308 configuration.  You can use this feature to permit specific @sc{r4000}
309 instructions while assembling in 32 bit mode.  Use this directive with
310 care!
311
312 The directive @samp{.set mips16} puts the assembler into MIPS 16 mode,
313 in which it will assemble instructions for the MIPS 16 processor.  Use
314 @samp{.set nomips16} to return to normal 32 bit mode.
315
316 Traditional @sc{mips} assemblers do not support this directive.
317
318 @node MIPS autoextend
319 @section Directives for extending MIPS 16 bit instructions
320
321 @kindex @code{.set autoextend}
322 @kindex @code{.set noautoextend}
323 By default, MIPS 16 instructions are automatically extended to 32 bits
324 when necessary.  The directive @samp{.set noautoextend} will turn this
325 off.  When @samp{.set noautoextend} is in effect, any 32 bit instruction
326 must be explicitly extended with the @samp{.e} modifier (e.g.,
327 @samp{li.e $4,1000}).  The directive @samp{.set autoextend} may be used
328 to once again automatically extend instructions when necessary.
329
330 This directive is only meaningful when in MIPS 16 mode.  Traditional
331 @sc{mips} assemblers do not support this directive.
332
333 @node MIPS insn
334 @section Directive to mark data as an instruction
335
336 @kindex @code{.insn}
337 The @code{.insn} directive tells @code{@value{AS}} that the following
338 data is actually instructions.  This makes a difference in MIPS 16 mode:
339 when loading the address of a label which precedes instructions,
340 @code{@value{AS}} automatically adds 1 to the value, so that jumping to
341 the loaded address will do the right thing.
342
343 @node MIPS option stack
344 @section Directives to save and restore options
345
346 @cindex MIPS option stack
347 @kindex @code{.set push}
348 @kindex @code{.set pop}
349 The directives @code{.set push} and @code{.set pop} may be used to save
350 and restore the current settings for all the options which are
351 controlled by @code{.set}.  The @code{.set push} directive saves the
352 current settings on a stack.  The @code{.set pop} directive pops the
353 stack and restores the settings.
354
355 These directives can be useful inside an macro which must change an
356 option such as the ISA level or instruction reordering but does not want
357 to change the state of the code which invoked the macro.
358
359 Traditional @sc{mips} assemblers do not support these directives.
360
361 @node MIPS ASE instruction generation overrides
362 @section Directives to control generation of MIPS ASE instructions
363
364 @cindex MIPS MIPS-3D instruction generation override
365 @kindex @code{.set mips3d}
366 @kindex @code{.set nomips3d}
367 The directive @code{.set mips3d} makes the assembler accept instructions
368 from the MIPS-3D Application Specific Extension from that point on
369 in the assembly.  The @code{.set nomips3d} directive prevents MIPS-3D
370 instructions from being accepted.
371
372 @cindex MIPS MDMX instruction generation override
373 @kindex @code{.set mdmx}
374 @kindex @code{.set nomdmx}
375 The directive @code{.set mdmx} makes the assembler accept instructions
376 from the MDMX Application Specific Extension from that point on
377 in the assembly.  The @code{.set nomdmx} directive prevents MDMX
378 instructions from being accepted.
379
380 Traditional @sc{mips} assemblers do not support these directives.