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