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