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[external/binutils.git] / gas / doc / c-arm.texi
1 @c Copyright 1996, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001, 2002, 2003, 2004, 2008
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
6 @ifset GENERIC
7 @page
8 @node ARM-Dependent
9 @chapter ARM Dependent Features
10 @end ifset
11
12 @ifclear GENERIC
13 @node Machine Dependencies
14 @chapter ARM Dependent Features
15 @end ifclear
16
17 @cindex ARM support
18 @cindex Thumb support
19 @menu
20 * ARM Options::              Options
21 * ARM Syntax::               Syntax
22 * ARM Floating Point::       Floating Point
23 * ARM Directives::           ARM Machine Directives
24 * ARM Opcodes::              Opcodes
25 * ARM Mapping Symbols::      Mapping Symbols
26 * ARM Unwinding Tutorial::   Unwinding
27 @end menu
28
29 @node ARM Options
30 @section Options
31 @cindex ARM options (none)
32 @cindex options for ARM (none)
33
34 @table @code
35
36 @cindex @code{-mcpu=} command line option, ARM
37 @item -mcpu=@var{processor}[+@var{extension}@dots{}]
38 This option specifies the target processor.  The assembler will issue an
39 error message if an attempt is made to assemble an instruction which
40 will not execute on the target processor.  The following processor names are
41 recognized: 
42 @code{arm1},
43 @code{arm2},
44 @code{arm250},
45 @code{arm3},
46 @code{arm6},
47 @code{arm60},
48 @code{arm600},
49 @code{arm610},
50 @code{arm620},
51 @code{arm7},
52 @code{arm7m},
53 @code{arm7d},
54 @code{arm7dm},
55 @code{arm7di},
56 @code{arm7dmi},
57 @code{arm70},
58 @code{arm700},
59 @code{arm700i},
60 @code{arm710},
61 @code{arm710t},
62 @code{arm720},
63 @code{arm720t},
64 @code{arm740t},
65 @code{arm710c},
66 @code{arm7100},
67 @code{arm7500},
68 @code{arm7500fe},
69 @code{arm7t},
70 @code{arm7tdmi},
71 @code{arm7tdmi-s},
72 @code{arm8},
73 @code{arm810},
74 @code{strongarm},
75 @code{strongarm1},
76 @code{strongarm110},
77 @code{strongarm1100},
78 @code{strongarm1110},
79 @code{arm9},
80 @code{arm920},
81 @code{arm920t},
82 @code{arm922t},
83 @code{arm940t},
84 @code{arm9tdmi},
85 @code{fa526} (Faraday FA526 processor),
86 @code{fa626} (Faraday FA626 processor),
87 @code{arm9e},
88 @code{arm926e},
89 @code{arm926ej-s},
90 @code{arm946e-r0},
91 @code{arm946e},
92 @code{arm946e-s},
93 @code{arm966e-r0},
94 @code{arm966e},
95 @code{arm966e-s},
96 @code{arm968e-s},
97 @code{arm10t},
98 @code{arm10tdmi},
99 @code{arm10e},
100 @code{arm1020},
101 @code{arm1020t},
102 @code{arm1020e},
103 @code{arm1022e},
104 @code{arm1026ej-s},
105 @code{fa626te} (Faraday FA626TE processor),
106 @code{fa726te} (Faraday FA726TE processor),
107 @code{arm1136j-s},
108 @code{arm1136jf-s},
109 @code{arm1156t2-s},
110 @code{arm1156t2f-s},
111 @code{arm1176jz-s},
112 @code{arm1176jzf-s},
113 @code{mpcore},
114 @code{mpcorenovfp},
115 @code{cortex-a8},
116 @code{cortex-a9},
117 @code{cortex-r4},
118 @code{cortex-m3},
119 @code{ep9312} (ARM920 with Cirrus Maverick coprocessor),
120 @code{i80200} (Intel XScale processor)
121 @code{iwmmxt} (Intel(r) XScale processor with Wireless MMX(tm) technology coprocessor)
122 and
123 @code{xscale}.  
124 The special name @code{all} may be used to allow the
125 assembler to accept instructions valid for any ARM processor.
126
127 In addition to the basic instruction set, the assembler can be told to 
128 accept various extension mnemonics that extend the processor using the 
129 co-processor instruction space.  For example, @code{-mcpu=arm920+maverick}
130 is equivalent to specifying @code{-mcpu=ep9312}.  The following extensions
131 are currently supported: 
132 @code{+maverick}
133 @code{+iwmmxt}
134 and
135 @code{+xscale}.
136
137 @cindex @code{-march=} command line option, ARM
138 @item -march=@var{architecture}[+@var{extension}@dots{}]
139 This option specifies the target architecture.  The assembler will issue
140 an error message if an attempt is made to assemble an instruction which
141 will not execute on the target architecture.  The following architecture 
142 names are recognized: 
143 @code{armv1},
144 @code{armv2},
145 @code{armv2a},
146 @code{armv2s},
147 @code{armv3},
148 @code{armv3m},
149 @code{armv4},
150 @code{armv4xm},
151 @code{armv4t},
152 @code{armv4txm},
153 @code{armv5},
154 @code{armv5t},
155 @code{armv5txm},
156 @code{armv5te},
157 @code{armv5texp},
158 @code{armv6},
159 @code{armv6j},
160 @code{armv6k},
161 @code{armv6z},
162 @code{armv6zk},
163 @code{armv7},
164 @code{armv7-a},
165 @code{armv7-r},
166 @code{armv7-m},
167 @code{iwmmxt}
168 and
169 @code{xscale}.
170 If both @code{-mcpu} and
171 @code{-march} are specified, the assembler will use
172 the setting for @code{-mcpu}.
173
174 The architecture option can be extended with the same instruction set
175 extension options as the @code{-mcpu} option.
176
177 @cindex @code{-mfpu=} command line option, ARM
178 @item -mfpu=@var{floating-point-format}
179
180 This option specifies the floating point format to assemble for.  The
181 assembler will issue an error message if an attempt is made to assemble
182 an instruction which will not execute on the target floating point unit.  
183 The following format options are recognized:
184 @code{softfpa},
185 @code{fpe},
186 @code{fpe2},
187 @code{fpe3},
188 @code{fpa},
189 @code{fpa10},
190 @code{fpa11},
191 @code{arm7500fe},
192 @code{softvfp},
193 @code{softvfp+vfp},
194 @code{vfp},
195 @code{vfp10},
196 @code{vfp10-r0},
197 @code{vfp9},
198 @code{vfpxd},
199 @code{vfpv2}
200 @code{vfpv3}
201 @code{vfpv3-d16}
202 @code{arm1020t},
203 @code{arm1020e},
204 @code{arm1136jf-s},
205 @code{maverick}
206 and
207 @code{neon}.
208
209 In addition to determining which instructions are assembled, this option
210 also affects the way in which the @code{.double} assembler directive behaves
211 when assembling little-endian code.
212
213 The default is dependent on the processor selected.  For Architecture 5 or 
214 later, the default is to assembler for VFP instructions; for earlier 
215 architectures the default is to assemble for FPA instructions.
216
217 @cindex @code{-mthumb} command line option, ARM
218 @item -mthumb
219 This option specifies that the assembler should start assembling Thumb
220 instructions; that is, it should behave as though the file starts with a 
221 @code{.code 16} directive.
222
223 @cindex @code{-mthumb-interwork} command line option, ARM
224 @item -mthumb-interwork
225 This option specifies that the output generated by the assembler should
226 be marked as supporting interworking.
227
228 @cindex @code{-mapcs} command line option, ARM
229 @item -mapcs @code{[26|32]}
230 This option specifies that the output generated by the assembler should
231 be marked as supporting the indicated version of the Arm Procedure.
232 Calling Standard.
233
234 @cindex @code{-matpcs} command line option, ARM
235 @item -matpcs
236 This option specifies that the output generated by the assembler should 
237 be marked as supporting the Arm/Thumb Procedure Calling Standard.  If
238 enabled this option will cause the assembler to create an empty
239 debugging section in the object file called .arm.atpcs.  Debuggers can
240 use this to determine the ABI being used by.
241
242 @cindex @code{-mapcs-float} command line option, ARM
243 @item -mapcs-float
244 This indicates the floating point variant of the APCS should be
245 used.  In this variant floating point arguments are passed in FP
246 registers rather than integer registers.
247
248 @cindex @code{-mapcs-reentrant} command line option, ARM
249 @item -mapcs-reentrant
250 This indicates that the reentrant variant of the APCS should be used.
251 This variant supports position independent code.
252
253 @cindex @code{-mfloat-abi=} command line option, ARM
254 @item -mfloat-abi=@var{abi}
255 This option specifies that the output generated by the assembler should be
256 marked as using specified floating point ABI.
257 The following values are recognized:
258 @code{soft},
259 @code{softfp}
260 and
261 @code{hard}.
262
263 @cindex @code{-eabi=} command line option, ARM
264 @item -meabi=@var{ver}
265 This option specifies which EABI version the produced object files should
266 conform to.
267 The following values are recognized:
268 @code{gnu},
269 @code{4}
270 and
271 @code{5}.
272
273 @cindex @code{-EB} command line option, ARM
274 @item -EB
275 This option specifies that the output generated by the assembler should
276 be marked as being encoded for a big-endian processor.
277
278 @cindex @code{-EL} command line option, ARM
279 @item -EL
280 This option specifies that the output generated by the assembler should
281 be marked as being encoded for a little-endian processor.
282
283 @cindex @code{-k} command line option, ARM
284 @cindex PIC code generation for ARM
285 @item -k
286 This option specifies that the output of the assembler should be marked
287 as position-independent code (PIC).
288
289 @cindex @code{--fix-v4bx} command line option, ARM
290 @item --fix-v4bx
291 Allow @code{BX} instructions in ARMv4 code.  This is intended for use with
292 the linker option of the same name.
293
294 @cindex @code{-mwarn-deprecated} command line option, ARM
295 @item -mwarn-deprecated
296 @itemx -mno-warn-deprecated
297 Enable or disable warnings about using deprecated options or
298 features.  The default is to warn.
299
300 @end table
301
302
303 @node ARM Syntax
304 @section Syntax
305 @menu
306 * ARM-Chars::                Special Characters
307 * ARM-Regs::                 Register Names
308 * ARM-Relocations::          Relocations
309 @end menu
310
311 @node ARM-Chars
312 @subsection Special Characters
313
314 @cindex line comment character, ARM
315 @cindex ARM line comment character
316 The presence of a @samp{@@} on a line indicates the start of a comment
317 that extends to the end of the current line.  If a @samp{#} appears as
318 the first character of a line, the whole line is treated as a comment.
319
320 @cindex line separator, ARM
321 @cindex statement separator, ARM
322 @cindex ARM line separator
323 The @samp{;} character can be used instead of a newline to separate
324 statements.
325
326 @cindex immediate character, ARM
327 @cindex ARM immediate character
328 Either @samp{#} or @samp{$} can be used to indicate immediate operands.
329
330 @cindex identifiers, ARM
331 @cindex ARM identifiers
332 *TODO* Explain about /data modifier on symbols.
333
334 @node ARM-Regs
335 @subsection Register Names
336
337 @cindex ARM register names
338 @cindex register names, ARM
339 *TODO* Explain about ARM register naming, and the predefined names.
340
341 @node ARM Floating Point
342 @section Floating Point
343
344 @cindex floating point, ARM (@sc{ieee})
345 @cindex ARM floating point (@sc{ieee})
346 The ARM family uses @sc{ieee} floating-point numbers.
347
348 @node ARM-Relocations
349 @subsection ARM relocation generation
350
351 @cindex data relocations, ARM
352 @cindex ARM data relocations
353 Specific data relocations can be generated by putting the relocation name
354 in parentheses after the symbol name.  For example:
355
356 @smallexample
357         .word foo(TARGET1)
358 @end smallexample
359
360 This will generate an @samp{R_ARM_TARGET1} relocation against the symbol
361 @var{foo}.
362 The following relocations are supported:
363 @code{GOT},
364 @code{GOTOFF},
365 @code{TARGET1},
366 @code{TARGET2},
367 @code{SBREL},
368 @code{TLSGD},
369 @code{TLSLDM},
370 @code{TLSLDO},
371 @code{GOTTPOFF}
372 and
373 @code{TPOFF}.
374
375 For compatibility with older toolchains the assembler also accepts
376 @code{(PLT)} after branch targets.  This will generate the deprecated
377 @samp{R_ARM_PLT32} relocation.
378
379 @cindex MOVW and MOVT relocations, ARM
380 Relocations for @samp{MOVW} and @samp{MOVT} instructions can be generated
381 by prefixing the value with @samp{#:lower16:} and @samp{#:upper16}
382 respectively.  For example to load the 32-bit address of foo into r0:
383
384 @smallexample
385         MOVW r0, #:lower16:foo
386         MOVT r0, #:upper16:foo
387 @end smallexample
388
389 @node ARM Directives
390 @section ARM Machine Directives
391
392 @cindex machine directives, ARM
393 @cindex ARM machine directives
394 @table @code
395
396 @c AAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAAA
397
398 @cindex @code{.2byte} directive, ARM
399 @cindex @code{.4byte} directive, ARM
400 @cindex @code{.8byte} directive, ARM
401 @item .2byte @var{expression} [, @var{expression}]*
402 @itemx .4byte @var{expression} [, @var{expression}]*
403 @itemx .8byte @var{expression} [, @var{expression}]*
404 These directives write 2, 4 or 8 byte values to the output section.
405
406 @cindex @code{.align} directive, ARM
407 @item .align @var{expression} [, @var{expression}]
408 This is the generic @var{.align} directive.  For the ARM however if the
409 first argument is zero (ie no alignment is needed) the assembler will
410 behave as if the argument had been 2 (ie pad to the next four byte
411 boundary).  This is for compatibility with ARM's own assembler.
412
413 @cindex @code{.arch} directive, ARM
414 @item .arch @var{name}
415 Select the target architecture.  Valid values for @var{name} are the same as
416 for the @option{-march} commandline option.
417
418 @cindex @code{.arm} directive, ARM
419 @item .arm
420 This performs the same action as @var{.code 32}.
421
422 @anchor{arm_pad}
423 @cindex @code{.pad} directive, ARM
424 @item .pad #@var{count}
425 Generate unwinder annotations for a stack adjustment of @var{count} bytes.
426 A positive value indicates the function prologue allocated stack space by
427 decrementing the stack pointer.
428
429 @c BBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBBB
430
431 @cindex @code{.bss} directive, ARM
432 @item .bss
433 This directive switches to the @code{.bss} section.
434
435 @c CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC
436
437 @cindex @code{.cantunwind} directive, ARM
438 @item .cantunwind
439 Prevents unwinding through the current function.  No personality routine
440 or exception table data is required or permitted.
441
442 @cindex @code{.code} directive, ARM
443 @item .code @code{[16|32]}
444 This directive selects the instruction set being generated. The value 16
445 selects Thumb, with the value 32 selecting ARM.
446
447 @cindex @code{.cpu} directive, ARM
448 @item .cpu @var{name}
449 Select the target processor.  Valid values for @var{name} are the same as
450 for the @option{-mcpu} commandline option.
451
452 @c DDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDDD
453
454 @cindex @code{.dn} and @code{.qn} directives, ARM
455 @item @var{name} .dn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
456 @item @var{name} .qn @var{register name} [@var{.type}] [[@var{index}]]
457
458 The @code{dn} and @code{qn} directives are used to create typed
459 and/or indexed register aliases for use in Advanced SIMD Extension
460 (Neon) instructions.  The former should be used to create aliases
461 of double-precision registers, and the latter to create aliases of
462 quad-precision registers.
463
464 If these directives are used to create typed aliases, those aliases can
465 be used in Neon instructions instead of writing types after the mnemonic
466 or after each operand.  For example:
467
468 @smallexample
469         x .dn d2.f32
470         y .dn d3.f32
471         z .dn d4.f32[1]
472         vmul x,y,z
473 @end smallexample
474
475 This is equivalent to writing the following:
476
477 @smallexample
478         vmul.f32 d2,d3,d4[1]
479 @end smallexample
480
481 Aliases created using @code{dn} or @code{qn} can be destroyed using
482 @code{unreq}.
483
484 @c EEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEEE
485
486 @cindex @code{.eabi_attribute} directive, ARM
487 @item .eabi_attribute @var{tag}, @var{value}
488 Set the EABI object attribute @var{tag} to @var{value}.
489
490 The @var{tag} is either an attribute number, or one of the following:
491 @code{Tag_CPU_raw_name}, @code{Tag_CPU_name}, @code{Tag_CPU_arch},
492 @code{Tag_CPU_arch_profile}, @code{Tag_ARM_ISA_use},
493 @code{Tag_THUMB_ISA_use}, @code{Tag_VFP_arch}, @code{Tag_WMMX_arch},
494 @code{Tag_Advanced_SIMD_arch}, @code{Tag_PCS_config},
495 @code{Tag_ABI_PCS_R9_use}, @code{Tag_ABI_PCS_RW_data},
496 @code{Tag_ABI_PCS_RO_data}, @code{Tag_ABI_PCS_GOT_use},
497 @code{Tag_ABI_PCS_wchar_t}, @code{Tag_ABI_FP_rounding},
498 @code{Tag_ABI_FP_denormal}, @code{Tag_ABI_FP_exceptions},
499 @code{Tag_ABI_FP_user_exceptions}, @code{Tag_ABI_FP_number_model},
500 @code{Tag_ABI_align8_needed}, @code{Tag_ABI_align8_preserved},
501 @code{Tag_ABI_enum_size}, @code{Tag_ABI_HardFP_use},
502 @code{Tag_ABI_VFP_args}, @code{Tag_ABI_WMMX_args},
503 @code{Tag_ABI_optimization_goals}, @code{Tag_ABI_FP_optimization_goals},
504 @code{Tag_compatibility}, @code{Tag_CPU_unaligned_access},
505 @code{Tag_VFP_HP_extension}, @code{Tag_ABI_FP_16bit_format},
506 @code{Tag_nodefaults}, @code{Tag_also_compatible_with},
507 @code{Tag_conformance}, @code{Tag_T2EE_use},
508 @code{Tag_Virtualization_use}, @code{Tag_MPextension_use}
509
510 The @var{value} is either a @code{number}, @code{"string"}, or
511 @code{number, "string"} depending on the tag.
512
513 @cindex @code{.even} directive, ARM
514 @item .even
515 This directive aligns to an even-numbered address.
516
517 @cindex @code{.extend} directive, ARM
518 @cindex @code{.ldouble} directive, ARM
519 @item .extend  @var{expression} [, @var{expression}]*
520 @itemx .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
521 These directives write 12byte long double floating-point values to the
522 output section.  These are not compatible with current ARM processors
523 or ABIs.
524
525 @c FFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
526
527 @anchor{arm_fnend}
528 @cindex @code{.fnend} directive, ARM
529 @item .fnend
530 Marks the end of a function with an unwind table entry.  The unwind index
531 table entry is created when this directive is processed.
532
533 If no personality routine has been specified then standard personality
534 routine 0 or 1 will be used, depending on the number of unwind opcodes
535 required.
536
537 @anchor{arm_fnstart}
538 @cindex @code{.fnstart} directive, ARM
539 @item .fnstart
540 Marks the start of a function with an unwind table entry.
541
542 @cindex @code{.force_thumb} directive, ARM
543 @item .force_thumb
544 This directive forces the selection of Thumb instructions, even if the
545 target processor does not support those instructions
546
547 @cindex @code{.fpu} directive, ARM
548 @item .fpu @var{name}
549 Select the floating-point unit to assemble for.  Valid values for @var{name}
550 are the same as for the @option{-mfpu} commandline option.
551
552 @c GGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGGG
553 @c HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH
554
555 @cindex @code{.handlerdata} directive, ARM
556 @item .handlerdata
557 Marks the end of the current function, and the start of the exception table
558 entry for that function.  Anything between this directive and the
559 @code{.fnend} directive will be added to the exception table entry.
560
561 Must be preceded by a @code{.personality} or @code{.personalityindex}
562 directive.
563
564 @c IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIII
565 @c JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ
566 @c KKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKKK
567 @c LLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLLL
568
569 @item .ldouble  @var{expression} [, @var{expression}]*
570 See @code{.extend}.
571
572 @cindex @code{.ltorg} directive, ARM
573 @item .ltorg
574 This directive causes the current contents of the literal pool to be
575 dumped into the current section (which is assumed to be the .text
576 section) at the current location (aligned to a word boundary).
577 @code{GAS} maintains a separate literal pool for each section and each
578 sub-section.  The @code{.ltorg} directive will only affect the literal
579 pool of the current section and sub-section.  At the end of assembly
580 all remaining, un-empty literal pools will automatically be dumped.
581
582 Note - older versions of @code{GAS} would dump the current literal
583 pool any time a section change occurred.  This is no longer done, since
584 it prevents accurate control of the placement of literal pools.
585
586 @c MMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMMM
587
588 @cindex @code{.movsp} directive, ARM
589 @item .movsp @var{reg} [, #@var{offset}]
590 Tell the unwinder that @var{reg} contains an offset from the current
591 stack pointer.  If @var{offset} is not specified then it is assumed to be
592 zero.
593
594 @c NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN
595 @c OOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOOO
596
597 @cindex @code{.object_arch} directive, ARM
598 @item .object_arch @var{name}
599 Override the architecture recorded in the EABI object attribute section.
600 Valid values for @var{name} are the same as for the @code{.arch} directive.
601 Typically this is useful when code uses runtime detection of CPU features.
602
603 @c PPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPPP
604
605 @cindex @code{.packed} directive, ARM
606 @item .packed  @var{expression} [, @var{expression}]*
607 This directive writes 12-byte packed floating-point values to the
608 output section.  These are not compatible with current ARM processors
609 or ABIs.
610
611 @cindex @code{.pad} directive, ARM
612 @item .pad #@var{count}
613 Generate unwinder annotations for a stack adjustment of @var{count} bytes.
614 A positive value indicates the function prologue allocated stack space by
615 decrementing the stack pointer.
616
617 @cindex @code{.personality} directive, ARM
618 @item .personality @var{name}
619 Sets the personality routine for the current function to @var{name}.
620
621 @cindex @code{.personalityindex} directive, ARM
622 @item .personalityindex @var{index}
623 Sets the personality routine for the current function to the EABI standard
624 routine number @var{index}
625
626 @cindex @code{.pool} directive, ARM
627 @item .pool
628 This is a synonym for .ltorg.
629
630 @c QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ
631 @c RRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRRR
632
633 @cindex @code{.req} directive, ARM
634 @item @var{name} .req @var{register name}
635 This creates an alias for @var{register name} called @var{name}.  For
636 example:
637
638 @smallexample
639         foo .req r0
640 @end smallexample
641
642 @c SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS
643
644 @anchor{arm_save}
645 @cindex @code{.save} directive, ARM
646 @item .save @var{reglist}
647 Generate unwinder annotations to restore the registers in @var{reglist}.
648 The format of @var{reglist} is the same as the corresponding store-multiple
649 instruction.
650
651 @smallexample
652 @exdent @emph{core registers}
653   .save @{r4, r5, r6, lr@}
654   stmfd sp!, @{r4, r5, r6, lr@}
655 @exdent @emph{FPA registers}
656   .save f4, 2
657   sfmfd f4, 2, [sp]!
658 @exdent @emph{VFP registers}
659   .save @{d8, d9, d10@}
660   fstmdx sp!, @{d8, d9, d10@}
661 @exdent @emph{iWMMXt registers}
662   .save @{wr10, wr11@}
663   wstrd wr11, [sp, #-8]!
664   wstrd wr10, [sp, #-8]!
665 or
666   .save wr11
667   wstrd wr11, [sp, #-8]!
668   .save wr10
669   wstrd wr10, [sp, #-8]!
670 @end smallexample
671
672 @anchor{arm_setfp}
673 @cindex @code{.setfp} directive, ARM
674 @item .setfp @var{fpreg}, @var{spreg} [, #@var{offset}]
675 Make all unwinder annotations relative to a frame pointer.  Without this
676 the unwinder will use offsets from the stack pointer.
677
678 The syntax of this directive is the same as the @code{sub} or @code{mov}
679 instruction used to set the frame pointer.  @var{spreg} must be either
680 @code{sp} or mentioned in a previous @code{.movsp} directive.
681
682 @smallexample
683 .movsp ip
684 mov ip, sp
685 @dots{}
686 .setfp fp, ip, #4
687 sub fp, ip, #4
688 @end smallexample
689
690 @cindex @code{.secrel32} directive, ARM
691 @item .secrel32 @var{expression} [, @var{expression}]*
692 This directive emits relocations that evaluate to the section-relative
693 offset of each expression's symbol.  This directive is only supported
694 for PE targets.
695
696 @c TTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT
697
698 @cindex @code{.thumb} directive, ARM
699 @item .thumb
700 This performs the same action as @var{.code 16}.
701
702 @cindex @code{.thumb_func} directive, ARM
703 @item .thumb_func
704 This directive specifies that the following symbol is the name of a
705 Thumb encoded function.  This information is necessary in order to allow
706 the assembler and linker to generate correct code for interworking
707 between Arm and Thumb instructions and should be used even if
708 interworking is not going to be performed.  The presence of this
709 directive also implies @code{.thumb}
710
711 This directive is not neccessary when generating EABI objects.  On these
712 targets the encoding is implicit when generating Thumb code.
713
714 @cindex @code{.thumb_set} directive, ARM
715 @item .thumb_set
716 This performs the equivalent of a @code{.set} directive in that it
717 creates a symbol which is an alias for another symbol (possibly not yet
718 defined).  This directive also has the added property in that it marks
719 the aliased symbol as being a thumb function entry point, in the same
720 way that the @code{.thumb_func} directive does.
721
722 @c UUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUUU
723
724 @cindex @code{.unreq} directive, ARM
725 @item .unreq @var{alias-name}
726 This undefines a register alias which was previously defined using the
727 @code{req}, @code{dn} or @code{qn} directives.  For example:
728
729 @smallexample
730         foo .req r0
731         .unreq foo
732 @end smallexample
733
734 An error occurs if the name is undefined.  Note - this pseudo op can
735 be used to delete builtin in register name aliases (eg 'r0').  This
736 should only be done if it is really necessary.
737
738 @cindex @code{.unwind_raw} directive, ARM
739 @item .unwind_raw @var{offset}, @var{byte1}, @dots{}
740 Insert one of more arbitary unwind opcode bytes, which are known to adjust
741 the stack pointer by @var{offset} bytes.
742
743 For example @code{.unwind_raw 4, 0xb1, 0x01} is equivalent to
744 @code{.save @{r0@}}
745
746 @c VVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVVV
747
748 @cindex @code{.vsave} directive, ARM
749 @item .vsave @var{vfp-reglist}
750 Generate unwinder annotations to restore the VFP registers in @var{vfp-reglist}
751 using FLDMD.  Also works for VFPv3 registers
752 that are to be restored using VLDM.
753 The format of @var{vfp-reglist} is the same as the corresponding store-multiple
754 instruction.
755
756 @smallexample
757 @exdent @emph{VFP registers}
758   .vsave @{d8, d9, d10@}
759   fstmdd sp!, @{d8, d9, d10@}
760 @exdent @emph{VFPv3 registers}
761   .vsave @{d15, d16, d17@}
762   vstm sp!, @{d15, d16, d17@}
763 @end smallexample
764
765 Since FLDMX and FSTMX are now deprecated, this directive should be
766 used in favour of @code{.save} for saving VFP registers for ARMv6 and above.
767
768 @c WWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWWW
769 @c XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX
770 @c YYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYYY
771 @c ZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZZ
772
773 @end table
774
775 @node ARM Opcodes
776 @section Opcodes
777
778 @cindex ARM opcodes
779 @cindex opcodes for ARM
780 @code{@value{AS}} implements all the standard ARM opcodes.  It also
781 implements several pseudo opcodes, including several synthetic load
782 instructions. 
783
784 @table @code
785
786 @cindex @code{NOP} pseudo op, ARM
787 @item NOP
788 @smallexample
789   nop
790 @end smallexample
791
792 This pseudo op will always evaluate to a legal ARM instruction that does
793 nothing.  Currently it will evaluate to MOV r0, r0.
794
795 @cindex @code{LDR reg,=<label>} pseudo op, ARM
796 @item LDR 
797 @smallexample
798   ldr <register> , = <expression>
799 @end smallexample
800
801 If expression evaluates to a numeric constant then a MOV or MVN
802 instruction will be used in place of the LDR instruction, if the
803 constant can be generated by either of these instructions.  Otherwise
804 the constant will be placed into the nearest literal pool (if it not
805 already there) and a PC relative LDR instruction will be generated.
806
807 @cindex @code{ADR reg,<label>} pseudo op, ARM
808 @item ADR
809 @smallexample
810   adr <register> <label>
811 @end smallexample
812
813 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
814 register.  The instruction will evaluate to a PC relative ADD or SUB
815 instruction depending upon where the label is located.  If the label is
816 out of range, or if it is not defined in the same file (and section) as
817 the ADR instruction, then an error will be generated.  This instruction
818 will not make use of the literal pool.
819
820 @cindex @code{ADRL reg,<label>} pseudo op, ARM
821 @item ADRL 
822 @smallexample
823   adrl <register> <label>
824 @end smallexample
825
826 This instruction will load the address of @var{label} into the indicated
827 register.  The instruction will evaluate to one or two PC relative ADD
828 or SUB instructions depending upon where the label is located.  If a
829 second instruction is not needed a NOP instruction will be generated in
830 its place, so that this instruction is always 8 bytes long.
831
832 If the label is out of range, or if it is not defined in the same file
833 (and section) as the ADRL instruction, then an error will be generated.
834 This instruction will not make use of the literal pool.
835
836 @end table
837
838 For information on the ARM or Thumb instruction sets, see @cite{ARM
839 Software Development Toolkit Reference Manual}, Advanced RISC Machines
840 Ltd.
841
842 @node ARM Mapping Symbols
843 @section Mapping Symbols
844
845 The ARM ELF specification requires that special symbols be inserted
846 into object files to mark certain features:
847
848 @table @code
849
850 @cindex @code{$a}
851 @item $a
852 At the start of a region of code containing ARM instructions.
853
854 @cindex @code{$t}
855 @item $t
856 At the start of a region of code containing THUMB instructions.
857
858 @cindex @code{$d}
859 @item $d
860 At the start of a region of data.
861
862 @end table
863
864 The assembler will automatically insert these symbols for you - there
865 is no need to code them yourself.  Support for tagging symbols ($b,
866 $f, $p and $m) which is also mentioned in the current ARM ELF
867 specification is not implemented.  This is because they have been
868 dropped from the new EABI and so tools cannot rely upon their
869 presence.
870
871 @node ARM Unwinding Tutorial
872 @section Unwinding
873
874 The ABI for the ARM Architecture specifies a standard format for
875 exception unwind information.  This information is used when an
876 exception is thrown to determine where control should be transferred.
877 In particular, the unwind information is used to determine which
878 function called the function that threw the exception, and which
879 function called that one, and so forth.  This information is also used
880 to restore the values of callee-saved registers in the function
881 catching the exception.
882
883 If you are writing functions in assembly code, and those functions
884 call other functions that throw exceptions, you must use assembly
885 pseudo ops to ensure that appropriate exception unwind information is
886 generated.  Otherwise, if one of the functions called by your assembly
887 code throws an exception, the run-time library will be unable to
888 unwind the stack through your assembly code and your program will not
889 behave correctly.
890
891 To illustrate the use of these pseudo ops, we will examine the code
892 that G++ generates for the following C++ input:
893
894 @verbatim
895 void callee (int *);
896
897 int 
898 caller () 
899 {
900   int i;
901   callee (&i);
902   return i; 
903 }
904 @end verbatim
905
906 This example does not show how to throw or catch an exception from
907 assembly code.  That is a much more complex operation and should
908 always be done in a high-level language, such as C++, that directly
909 supports exceptions.
910
911 The code generated by one particular version of G++ when compiling the
912 example above is:
913
914 @verbatim
915 _Z6callerv:
916         .fnstart
917 .LFB2:
918         @ Function supports interworking.
919         @ args = 0, pretend = 0, frame = 8
920         @ frame_needed = 1, uses_anonymous_args = 0
921         stmfd   sp!, {fp, lr}
922         .save {fp, lr}
923 .LCFI0:
924         .setfp fp, sp, #4
925         add     fp, sp, #4
926 .LCFI1:
927         .pad #8
928         sub     sp, sp, #8
929 .LCFI2:
930         sub     r3, fp, #8
931         mov     r0, r3
932         bl      _Z6calleePi
933         ldr     r3, [fp, #-8]
934         mov     r0, r3
935         sub     sp, fp, #4
936         ldmfd   sp!, {fp, lr}
937         bx      lr
938 .LFE2:
939         .fnend
940 @end verbatim
941
942 Of course, the sequence of instructions varies based on the options
943 you pass to GCC and on the version of GCC in use.  The exact
944 instructions are not important since we are focusing on the pseudo ops
945 that are used to generate unwind information.
946
947 An important assumption made by the unwinder is that the stack frame
948 does not change during the body of the function.  In particular, since
949 we assume that the assembly code does not itself throw an exception,
950 the only point where an exception can be thrown is from a call, such
951 as the @code{bl} instruction above.  At each call site, the same saved
952 registers (including @code{lr}, which indicates the return address)
953 must be located in the same locations relative to the frame pointer.
954
955 The @code{.fnstart} (@pxref{arm_fnstart,,.fnstart pseudo op}) pseudo
956 op appears immediately before the first instruction of the function
957 while the @code{.fnend} (@pxref{arm_fnend,,.fnend pseudo op}) pseudo
958 op appears immediately after the last instruction of the function.
959 These pseudo ops specify the range of the function.  
960
961 Only the order of the other pseudos ops (e.g., @code{.setfp} or
962 @code{.pad}) matters; their exact locations are irrelevant.  In the
963 example above, the compiler emits the pseudo ops with particular
964 instructions.  That makes it easier to understand the code, but it is
965 not required for correctness.  It would work just as well to emit all
966 of the pseudo ops other than @code{.fnend} in the same order, but
967 immediately after @code{.fnstart}.
968
969 The @code{.save} (@pxref{arm_save,,.save pseudo op}) pseudo op
970 indicates registers that have been saved to the stack so that they can
971 be restored before the function returns.  The argument to the
972 @code{.save} pseudo op is a list of registers to save.  If a register
973 is ``callee-saved'' (as specified by the ABI) and is modified by the
974 function you are writing, then your code must save the value before it
975 is modified and restore the original value before the function
976 returns.  If an exception is thrown, the run-time library restores the
977 values of these registers from their locations on the stack before
978 returning control to the exception handler.  (Of course, if an
979 exception is not thrown, the function that contains the @code{.save}
980 pseudo op restores these registers in the function epilogue, as is
981 done with the @code{ldmfd} instruction above.)
982
983 You do not have to save callee-saved registers at the very beginning
984 of the function and you do not need to use the @code{.save} pseudo op
985 immediately following the point at which the registers are saved.
986 However, if you modify a callee-saved register, you must save it on
987 the stack before modifying it and before calling any functions which
988 might throw an exception.  And, you must use the @code{.save} pseudo
989 op to indicate that you have done so.
990
991 The @code{.pad} (@pxref{arm_pad,,.pad}) pseudo op indicates a
992 modification of the stack pointer that does not save any registers.
993 The argument is the number of bytes (in decimal) that are subtracted
994 from the stack pointer.  (On ARM CPUs, the stack grows downwards, so
995 subtracting from the stack pointer increases the size of the stack.)
996
997 The @code{.setfp} (@pxref{arm_setfp,,.setfp pseudo op}) pseudo op
998 indicates the register that contains the frame pointer.  The first
999 argument is the register that is set, which is typically @code{fp}.
1000 The second argument indicates the register from which the frame
1001 pointer takes its value.  The third argument, if present, is the value
1002 (in decimal) added to the register specified by the second argument to
1003 compute the value of the frame pointer.  You should not modify the
1004 frame pointer in the body of the function.
1005
1006 If you do not use a frame pointer, then you should not use the
1007 @code{.setfp} pseudo op.  If you do not use a frame pointer, then you
1008 should avoid modifying the stack pointer outside of the function
1009 prologue.  Otherwise, the run-time library will be unable to find
1010 saved registers when it is unwinding the stack.
1011
1012 The pseudo ops described above are sufficient for writing assembly
1013 code that calls functions which may throw exceptions.  If you need to
1014 know more about the object-file format used to represent unwind
1015 information, you may consult the @cite{Exception Handling ABI for the
1016 ARM Architecture} available from @uref{http://infocenter.arm.com}.