NASM 0.98p3.5
[nasm.git] / doc / nasmdoc.src
blob2828c7f3985029f2c59eef925beea2add70e71ee
1 \IR{-o} \c{-o} option
2 \IR{-f} \c{-f} option
3 \IR{-l} \c{-l} option
4 \IR{-s} \c{-s} option
5 \IR{-i} \c{-i} option
6 \IR{-p} \c{-p} option
7 \IR{-d} \c{-d} option
8 \IR{-e} \c{-e} option
9 \IR{-a} \c{-a} option
10 \IR{-w} \c{-w} option
11 \IR{!=} \c{!=} operator
12 \IR{$ here} \c{$} Here token
13 \IR{$$} \c{$$} token
14 \IR{%} \c{%} operator
15 \IR{%%} \c{%%} operator
16 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
17 \IA{%-1}{%+1}
18 \IR{%0} \c{%0} parameter count
19 \IR{&} \c{&} operator
20 \IR{&&} \c{&&} operator
21 \IR{*} \c{*} operator
22 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
23 \IR{/} \c{/} operator
24 \IR{//} \c{//} operator
25 \IR{<} \c{<} operator
26 \IR{<<} \c{<<} operator
27 \IR{<=} \c{<=} operator
28 \IR{<>} \c{<>} operator
29 \IR{=} \c{=} operator
30 \IR{==} \c{==} operator
31 \IR{>} \c{>} operator
32 \IR{>=} \c{>=} operator
33 \IR{>>} \c{>>} operator
34 \IR{?} \c{?} MASM syntax
35 \IR{^} \c{^} operator
36 \IR{^^} \c{^^} operator
37 \IR{|} \c{|} operator
38 \IR{||} \c{||} operator
39 \IR{~} \c{~} operator
40 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
41 \IA{%$$}{%$}
42 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
43 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
44 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
45 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
46 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
47 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
48 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
49 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
50 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
51 variables
52 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
53 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
54 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
55 \IR{autoconf} Autoconf
56 \IR{bitwise and} bitwise AND
57 \IR{bitwise or} bitwise OR
58 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
59 \IR{block ifs} block IFs
60 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
61 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
62 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
63 \IR{bsd} BSD
64 \IR{c calling convention} C calling convention
65 \IR{c symbol names} C symbol names
66 \IA{critical expressions}{critical expression}
67 \IA{command line}{command-line}
68 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
69 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
70 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
71 \IA{character constants}{character constant}
72 \IR{common object file format} Common Object File Format
73 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
74 in \c{elf}
75 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
76 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
77 \IR{declaring structure} declaring structures
78 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
79 \IR{devpac} DevPac
80 \IR{djgpp} DJGPP
81 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
82 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
83 \IR{dos} DOS
84 \IR{dos archive} DOS archive
85 \IR{dos source archive} DOS source archive
86 \IA{effective address}{effective addresses}
87 \IA{effective-address}{effective addresses}
88 \IR{elf shared libraries} \c{elf} shared libraries
89 \IR{freebsd} FreeBSD
90 \IR{freelink} FreeLink
91 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
92 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
93 convention
94 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
95 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
96 \IR{got} GOT
97 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
98 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
99 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
100 \IR{linux elf} Linux ELF
101 \IR{logical and} logical AND
102 \IR{logical or} logical OR
103 \IR{logical xor} logical XOR
104 \IR{masm} MASM
105 \IA{memory reference}{memory references}
106 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
107 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
108 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
109 \IR{mmx registers} MMX registers
110 \IA{modr/m}{modr/m byte}
111 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
112 \IR{ms-dos} MS-DOS
113 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
114 \IR{multipush} \c{multipush} macro
115 \IR{nasm version} NASM version
116 \IR{netbsd} NetBSD
117 \IR{omf} OMF
118 \IR{openbsd} OpenBSD
119 \IR{operating-system} operating system
120 \IR{os/2} OS/2
121 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
122 \IR{passes} passes, assembly
123 \IR{perl} Perl
124 \IR{pic} PIC
125 \IR{pharlap} PharLap
126 \IR{plt} PLT
127 \IR{plt} \c{PLT} relocations
128 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
129 \IR{qbasic} QBasic
130 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
131 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
132 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
133 Object File Format
134 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
135 \IA{repeating}{repeating code}
136 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
137 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
138 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
139 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
140 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
141 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
142 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
143 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
144 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
145 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
146 \IR{shift commane} \c{shift} command
147 \IA{sib}{sib byte}
148 \IR{sib byte} SIB byte
149 \IA{standard section names}{standardised section names}
150 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
151 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
152 \IR{tasm} TASM
153 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
154 \IR{tlink} TLINK
155 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
156 \IR{unix} Unix
157 \IR{unix source archive} Unix source archive
158 \IR{val} VAL
159 \IR{version number of nasm} version number of NASM
160 \IR{visual c++} Visual C++
161 \IR{www page} WWW page
162 \IR{win32} Win32
163 \IR{windows} Windows
164 \IR{windows 95} Windows 95
165 \IR{windows nt} Windows NT
166 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
167 \# \IC{program entry point}{start point, program}
168 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
169 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
170 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
172 \C{intro} Introduction
174 \H{whatsnasm} What Is NASM?
176 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 assembler designed for
177 portability and modularity. It supports a range of object file
178 formats, including Linux \c{a.out} and ELF, NetBSD/FreeBSD, COFF,
179 Microsoft 16-bit OBJ and Win32. It will also output plain binary
180 files. Its syntax is designed to be simple and easy to understand,
181 similar to Intel's but less complex. It supports Pentium, P6 and MMX
182 opcodes, and has macro capability.
184 \S{yaasm} Why Yet Another Assembler?
186 The Netwide Assembler grew out of an idea on \i\c{comp.lang.asm.x86}
187 (or possibly \i\c{alt.lang.asm} - I forget which), which was
188 essentially that there didn't seem to be a good free x86-series
189 assembler around, and that maybe someone ought to write one.
191 \b \i\c{a86} is good, but not free, and in particular you don't get any
192 32-bit capability until you pay. It's DOS only, too.
194 \b \i\c{gas} is free, and ports over DOS and Unix, but it's not very good,
195 since it's designed to be a back end to \i\c{gcc}, which always feeds
196 it correct code. So its error checking is minimal. Also, its syntax
197 is horrible, from the point of view of anyone trying to actually
198 \e{write} anything in it. Plus you can't write 16-bit code in it
199 (properly).
201 \b \i\c{as86} is Linux-specific, and (my version at least) doesn't seem to
202 have much (or any) documentation.
204 \b \i{MASM} isn't very good, and it's expensive, and it runs only under
205 DOS.
207 \b \i{TASM} is better, but still strives for \i{MASM} compatibility, which
208 means millions of directives and tons of red tape. And its syntax is
209 essentially \i{MASM}'s, with the contradictions and quirks that entails
210 (although it sorts out some of those by means of Ideal mode). It's
211 expensive too. And it's DOS-only.
213 So here, for your coding pleasure, is NASM. At present it's
214 still in prototype stage - we don't promise that it can outperform
215 any of these assemblers. But please, \e{please} send us bug reports,
216 fixes, helpful information, and anything else you can get your hands
217 on (and thanks to the many people who've done this already! You all
218 know who you are), and we'll improve it out of all recognition.
219 Again.
221 \S{legal} Licence Conditions
223 Please see the file \c{Licence}, supplied as part of any NASM
224 distribution archive, for the \i{licence} conditions under which you
225 may use NASM.
227 \H{contact} Contact Information
229 NASM has a \i{WWW page} at
230 \W{http://www.cryogen.com/Nasm}\c{http://www.cryogen.com/Nasm}. The
231 authors are \i{e\-mail}able as
232 \W{mailto:jules@earthcorp.com}\c{jules@earthcorp.com} and
233 \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}. If you want to
234 report a bug to us, please read \k{bugs} first.
236 \i{New releases} of NASM are uploaded to
237 \W{ftp://sunsite.unc.edu/pub/Linux/devel/lang/assemblers/}\i\c{sunsite.unc.edu},
238 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/asmutl/}\i\c{ftp.simtel.net}
240 \W{ftp://ftp.coast.net/coast/msdos/asmutil/}\i\c{ftp.coast.net}.
241 Announcements are posted to
242 \W{news:comp.lang.asm.x86}\i\c{comp.lang.asm.x86},
243 \W{news:alt.lang.asm}\i\c{alt.lang.asm},
244 \W{news:comp.os.linux.announce}\i\c{comp.os.linux.announce} and
245 \W{news:comp.archives.msdos.announce}\i\c{comp.archives.msdos.announce}
246 (the last one is done automagically by uploading to
247 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/asmutl/}\c{ftp.simtel.net}).
249 If you don't have Usenet access, or would rather be informed by
250 \i{e\-mail} when new releases come out, e\-mail
251 \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}
252 and ask.
254 \H{install} Installation
256 \S{instdos} \i{Installing} NASM under MS-\i{DOS} or Windows
258 Once you've obtained the \i{DOS archive} for NASM, \i\c{nasmXXX.zip}
259 (where \c{XXX} denotes the version number of NASM contained in the
260 archive), unpack it into its own directory (for example
261 \c{c:\\nasm}).
263 The archive will contain four executable files: the NASM executable
264 files \i\c{nasm.exe} and \i\c{nasmw.exe}, and the NDISASM executable
265 files \i\c{ndisasm.exe} and \i\c{ndisasmw.exe}. In each case, the
266 file whose name ends in \c{w} is a \i{Win32} executable, designed to
267 run under \i{Windows 95} or \i{Windows NT} Intel, and the other one
268 is a 16-bit \i{DOS} executable.
270 The only file NASM needs to run is its own executable, so copy
271 (at least) one of \c{nasm.exe} and \c{nasmw.exe} to a directory on
272 your PATH, or alternatively edit \i\c{autoexec.bat} to add the
273 \c{nasm} directory to your \i\c{PATH}. (If you're only installing the
274 Win32 version, you may wish to rename it to \c{nasm.exe}.)
276 That's it - NASM is installed. You don't need the \c{nasm} directory
277 to be present to run NASM (unless you've added it to your \c{PATH}),
278 so you can delete it if you need to save space; however, you may
279 want to keep the documentation or test programs.
281 If you've downloaded the \i{DOS source archive}, \i\c{nasmXXXs.zip},
282 the \c{nasm} directory will also contain the full NASM \i{source
283 code}, and a selection of \i{Makefiles} you can (hopefully) use to
284 rebuild your copy of NASM from scratch. The file \c{Readme} lists
285 the various Makefiles and which compilers they work with. Note that
286 the source files \c{insnsa.c} and \c{insnsd.c} are automatically
287 generated from the master instruction table \c{insns.dat} by a Perl
288 script; a \i{QBasic} version of the program is provided, but it is
289 recommended that you use the Perl version. A DOS port of \i{Perl} is
290 available from
291 \W{http://www.perl.org/CPAN/ports/msdos/}\i{www.perl.org}.
293 \S{instdos} Installing NASM under \i{Unix}
295 Once you've obtained the \i{Unix source archive} for NASM,
296 \i\c{nasm-X.XX.tar.gz} (where \c{X.XX} denotes the version number of
297 NASM contained in the archive), unpack it into a directory such
298 as \c{/usr/local/src}. The archive, when unpacked, will create its
299 own subdirectory \c{nasm-X.XX}.
301 NASM is an \I{Autoconf}\I\c{configure}auto-configuring package: once
302 you've unpacked it, \c{cd} to the directory it's been unpacked into
303 and type \c{./configure}. This shell script will find the best C
304 compiler to use for building NASM and set up \i{Makefiles}
305 accordingly.
307 Once NASM has auto-configured, you can type \i\c{make} to build the
308 \c{nasm} and \c{ndisasm} binaries, and then \c{make install} to
309 install them in \c{/usr/local/bin} and install the \i{man pages}
310 \i\c{nasm.1} and \i\c{ndisasm.1} in \c{/usr/local/man/man1}.
311 Alternatively, you can give options such as \c{--prefix} to the
312 \c{configure} script (see the file \i\c{INSTALL} for more details), or
313 install the programs yourself.
315 NASM also comes with a set of utilities for handling the RDOFF
316 custom object-file format, which are in the \i\c{rdoff} subdirectory
317 of the NASM archive. You can build these with \c{make rdf} and
318 install them with \c{make rdf_install}, if you want them.
320 If NASM fails to auto-configure, you may still be able to make it
321 compile by using the fall-back Unix makefile \i\c{Makefile.unx}.
322 Copy or rename that file to \c{Makefile} and try typing \c{make}.
323 There is also a \c{Makefile.unx} file in the \c{rdoff} subdirectory.
325 \C{running} Running NASM
327 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
329 To assemble a file, you issue a command of the form
331 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
333 For example,
335 \c nasm -f elf myfile.asm
337 will assemble \c{myfile.asm} into an ELF object file \c{myfile.o}. And
339 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
341 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
343 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
344 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
345 to give a listing file name, for example:
347 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
349 To get further usage instructions from NASM, try typing
351 \c nasm -h
353 This will also list the available output file formats, and what they
354 are.
356 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out} or
357 ELF, type
359 \c file nasm
361 (in the directory in which you put the NASM binary when you
362 installed it). If it says something like
364 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
366 then your system is ELF, and you should use the option \c{-f elf}
367 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
369 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
371 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
372 \c{-f aout} instead.
374 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
375 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
376 messages.
378 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
380 NASM will normally choose the name of your output file for you;
381 precisely how it does this is dependent on the object file format.
382 For Microsoft object file formats (\i\c{obj} and \i\c{win32}), it
383 will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
384 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
385 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\i\c{aout},
386 \i\c{coff}, \i\c{elf} and \i\c{as86}) it will substitute \c{.o}. For
387 \i\c{rdf}, it will use \c{.rdf}, and for the \i\c{bin} format it
388 will simply remove the extension, so that \c{myfile.asm} produces
389 the output file \c{myfile}.
391 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
392 has the same name as the input file, in which case it will give a
393 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
395 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
396 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
397 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
398 with the name you wish for the output file, either with or without
399 an intervening space. For example:
401 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
402 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
404 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
406 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
407 output file format for you itself. In the distribution versions of
408 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
409 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
410 choose what you want the default to be.
412 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
413 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
415 A complete list of the available output file formats can be given by
416 issuing the command \i\c{nasm -h}.
418 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
420 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
421 optional space) by a file name, NASM will generate a
422 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
423 code are listed on the left, and the actual source code, with
424 expansions of multi-line macros (except those which specifically
425 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
426 right. For example:
428 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
430 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
432 Under MS-\i{DOS} it can be difficult (though there are ways) to
433 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
434 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
435 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
436 example) you want to load them into an editor.
438 NASM therefore provides the \c{-s} option, requiring no argument,
439 which causes errors to be sent to standard output rather than
440 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
441 the errors into a file by typing
443 \c nasm -s -f obj myfile.asm > myfile.err
445 \S{opt-i} The \i\c{-i} Option: Include File Search Directories
447 When NASM sees the \i\c{%include} directive in a source file (see
448 \k{include}), it will search for the given file not only in the
449 current directory, but also in any directories specified on the
450 command line by the use of the \c{-i} option. Therefore you can
451 include files from a \i{macro library}, for example, by typing
453 \c nasm -ic:\\macrolib\\ -f obj myfile.asm
455 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
456 optional).
458 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
459 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
460 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
461 prepended exactly as written to the name of the include file.
462 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
463 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
465 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
466 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
467 to search for the file \c{foobar.i}...)
469 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
470 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
471 more \c{-i} directives in the \c{NASM} environment variable (see
472 \k{nasmenv}).
474 \S{opt-p} The \i\c{-p} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
476 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
477 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
478 option. So running
480 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
482 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
483 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
485 \S{opt-d} The \i\c{-d} Option: \I{pre-defining macros} Pre-Define a Macro
487 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
488 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
489 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
490 could code
492 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
494 as an alternative to placing the directive
496 \c %define FOO 100
498 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
499 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
500 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
501 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
502 \c{-dDEBUG}.
504 \S{opt-e} The \i\c{-e} Option: Preprocess Only
506 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
507 point. Using the \c{-e} option (which requires no arguments) will
508 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
509 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
510 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
511 if the \c{-o} option is also used).
513 This option cannot be applied to programs which require the
514 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
515 which depend on the values of symbols: so code such as
517 \c %assign tablesize ($-tablestart)
519 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
521 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
523 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
524 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
525 completely and assume the compiler has already done it, to save time
526 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
527 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
528 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
530 \S{opt-w} The \i\c{-w} Option: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
532 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
533 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
534 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
535 conditions are reported like errors, but come up with the word
536 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
537 generating an output file and returning a success status to the
538 operating system.
540 Some conditions are even less severe than that: they are only
541 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
542 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
543 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
544 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
545 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
546 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
548 The \i{suppressible warning} classes are:
550 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
551 being invoked with the wrong number of parameters. This warning
552 class is enabled by default; see \k{mlmacover} for an example of why
553 you might want to disable it.
555 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
556 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
557 NASM does not warn about this somewhat obscure condition by default;
558 see \k{syntax} for an example of why you might want it to.
560 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
561 don't fit in 32 bits (for example, it's easy to type one too many Fs
562 and produce \c{0x7ffffffff} by mistake). This warning class is
563 enabled by default.
565 \S{nasmenv} The \c{NASM} \i{Environment} Variable
567 If you define an environment variable called \c{NASM}, the program
568 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
569 processed before the real command line. You can use this to define
570 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
571 options in the \c{NASM} variable.
573 The value of the variable is split up at white space, so that the
574 value \c{-s -ic:\\nasmlib} will be treated as two separate options.
575 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
576 what you might want, because it will be split at the space and the
577 NASM command-line processing will get confused by the two
578 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
580 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
581 \c{NASM} environment variable with some character that isn't a minus
582 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
583 character} for options. So setting the \c{NASM} variable to the
584 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib} is equivalent to setting it to \c{-s
585 -ic:\\nasmlib}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
587 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
589 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
590 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
591 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
592 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
593 skipping this section.
595 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
597 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
598 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
599 If you're assembling to DOS or OS/2 \c{.OBJ} files, you can invoke
600 the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to ensure
601 that all symbols exported to other code modules are forced to be
602 upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM will
603 distinguish between labels differing only in case.
605 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
607 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
608 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
609 practical, for the user to look at a single line of NASM code
610 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
611 if you declare, for example,
613 \c foo       equ 1
614 \c bar       dw 2
616 then the two lines of code
618 \c           mov ax,foo
619 \c           mov ax,bar
621 generate completely different opcodes, despite having
622 identical-looking syntaxes.
624 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
625 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
626 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
627 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
628 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
629 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
630 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
631 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
633 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
634 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
635 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
636 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
637 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
638 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
640 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
641 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
642 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
643 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
644 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
645 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
646 \e{everything} is a label.
648 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
649 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
650 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
651 portion outside square brackets and another portion inside. The
652 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
653 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
655 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
657 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
658 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
659 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
660 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
661 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
662 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
663 \c{mov word [var],2}.
665 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
666 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
667 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
668 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
669 the strings being manipulated.
671 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
673 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
674 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
675 choose to put in your segment registers, and will never
676 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
678 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
680 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
681 memory models. The programmer has to keep track of which functions
682 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
683 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
684 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
685 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
686 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
687 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
688 track of which external variable definitions are far and which are
689 near.
691 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
693 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
694 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
695 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
696 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
698 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
699 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
700 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
701 on a misunderstanding by the authors.
703 \S{qsother} Other Differences
705 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
706 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
708 NASM does not declare \i{uninitialised storage} in the same way as
709 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
710 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
711 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
712 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
713 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
714 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
716 In addition to all of this, macros and directives work completely
717 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
718 details.
720 \C{lang} The NASM Language
722 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
724 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
725 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
726 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
728 \c label:    instruction operands        ; comment
730 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
731 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
732 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
733 presence and nature of the instruction field.
735 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
736 have white space before them, or instructions may have no space
737 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
738 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
739 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
740 valid source line which does nothing but define a label. Running
741 NASM with the command-line option
742 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
743 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
745 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
746 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
747 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
748 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
749 An identifier may also be prefixed with a \I{$prefix}\c{$} to
750 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
751 reserved word; thus, if some other module you are linking with
752 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
753 code to distinguish the symbol from the register.
755 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
756 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
757 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
758 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ} or
759 \c{REPNE}/\c{REPNZ}, in the usual way. Explicit \I{address-size
760 prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \c{A16},
761 \c{A32}, \c{O16} and \c{O32} are provided - one example of their use
762 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
763 override}segment register as an instruction prefix: coding
764 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
765 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
766 syntactic features of the language, but for instructions such as
767 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
768 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
769 \c{es lodsb}.
771 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
772 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
773 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
775 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
776 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
778 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
779 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
780 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
781 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
782 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
783 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
785 For \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
786 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
787 can use NASM's native single-operand forms in most cases. Details of
788 all forms of each supported instruction are given in
789 \k{iref}. For example, you can code:
791 \c           fadd st1               ; this sets st0 := st0 + st1
792 \c           fadd st0,st1           ; so does this
794 \c           fadd st1,st0           ; this sets st1 := st1 + st0
795 \c           fadd to st1            ; so does this
797 Almost any floating-point instruction that references memory must
798 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
799 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
801 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
803 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
804 instructions, are used in the instruction field anyway because
805 that's the most convenient place to put them. The current
806 pseudo-instructions are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ} and
807 \i\c{DT}, their \i{uninitialised} counterparts \i\c{RESB},
808 \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ} and \i\c{REST}, the \i\c{INCBIN}
809 command, the \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES} prefix.
811 \S{db} \c{DB} and friends: Declaring Initialised Data
813 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ} and \i\c{DT} are used, much
814 as in MASM, to declare initialised data in the output file. They can
815 be invoked in a wide range of ways:
816 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
818 \c           db 0x55                ; just the byte 0x55
819 \c           db 0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
820 \c           db 'a',0x55            ; character constants are OK
821 \c           db 'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
822 \c           dw 0x1234              ; 0x34 0x12
823 \c           dw 'a'                 ; 0x41 0x00 (it's just a number)
824 \c           dw 'ab'                ; 0x41 0x42 (character constant)
825 \c           dw 'abc'               ; 0x41 0x42 0x43 0x00 (string)
826 \c           dd 0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
827 \c           dd 1.234567e20         ; floating-point constant
828 \c           dq 1.234567e20         ; double-precision float
829 \c           dt 1.234567e20         ; extended-precision float
831 \c{DQ} and \c{DT} do not accept \i{numeric constants} or string
832 constants as operands.
834 \S{resb} \c{RESB} and friends: Declaring \i{Uninitialised} Data
836 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ} and \i\c{REST} are
837 designed to be used in the BSS section of a module: they declare
838 \e{uninitialised} storage space. Each takes a single operand, which
839 is the number of bytes, words, doublewords or whatever to reserve.
840 As stated in \k{qsother}, NASM does not support the MASM/TASM syntax
841 of reserving uninitialised space by writing \I\c{?}\c{DW ?} or
842 similar things: this is what it does instead. The operand to a
843 \c{RESB}-type pseudo-instruction is a \i\e{critical expression}: see
844 \k{crit}.
846 For example:
848 \c buffer:   resb 64                ; reserve 64 bytes
849 \c wordvar:  resw 1                 ; reserve a word
850 \c realarray resq 10                ; array of ten reals
852 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
854 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
855 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
856 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
857 directly into a game executable file. It can be called in one of
858 these three ways:
860 \c           incbin "file.dat"      ; include the whole file
861 \c           incbin "file.dat",1024 ; skip the first 1024 bytes
862 \c           incbin "file.dat",1024,512 ; skip the first 1024, and
863 \c                                  ; actually include at most 512
865 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
867 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
868 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
869 to define the given label name to the value of its (only) operand.
870 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
871 example,
873 \c message   db 'hello, world'
874 \c msglen    equ $-message
876 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
877 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
878 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
879 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
880 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
881 and using the value of \c{$} at the point of reference. Note that
882 the operand to an \c{EQU} is also a \i{critical expression}
883 (\k{crit}).
885 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
887 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
888 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
889 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
890 code
892 \c zerobuf:  times 64 db 0
894 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
895 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
896 \e{expression}, so you can do things like
898 \c buffer:   db 'hello, world'
899 \c           times 64-$+buffer db ' '
901 which will store exactly enough spaces to make the total length of
902 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
903 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
905 \c           times 100 movsb
907 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
908 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
909 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
911 The operand to \c{TIMES}, like that of \c{EQU} and those of \c{RESB}
912 and friends, is a critical expression (\k{crit}).
914 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
915 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
916 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
917 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
918 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
920 \H{effaddr} Effective Addresses
922 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
923 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
924 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
925 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
926 example:
928 \c wordvar   dw 123
929 \c           mov ax,[wordvar]
930 \c           mov ax,[wordvar+1]
931 \c           mov ax,[es:wordvar+bx]
933 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
934 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
936 More complicated effective addresses, such as those involving more
937 than one register, work in exactly the same way:
939 \c           mov eax,[ebx*2+ecx+offset]
940 \c           mov ax,[bp+di+8]
942 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
943 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
944 all right:
946 \c           mov eax,[ebx*5]        ; assembles as [ebx*4+ebx]
947 \c           mov eax,[label1*2-label2] ; ie [label1+(label1-label2)]
949 Some forms of effective address have more than one assembled form;
950 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
951 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
952 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
953 generate the latter on the grounds that the former requires four
954 bytes to store a zero offset.
956 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
957 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
958 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
959 default segment registers.
961 However, you can force NASM to generate an effective address in a
962 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
963 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
964 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
965 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
966 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
967 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
968 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
969 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
970 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
971 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
973 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
974 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
975 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
976 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
977 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
978 \c{[eax*2+0]} to be generated literally.
980 \H{const} \i{Constants}
982 NASM understands four different types of constant: numeric,
983 character, string and floating-point.
985 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
987 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
988 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
989 suffix \c{H}, \c{Q} and \c{B} for \i{hex}, \i{octal} and \i{binary},
990 or you can prefix \c{0x} for hex in the style of C, or you can
991 prefix \c{$} for hex in the style of Borland Pascal. Note, though,
992 that the \I{$prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on
993 identifiers (see \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$}
994 sign must have a digit after the \c{$} rather than a letter.
996 Some examples:
998 \c           mov ax,100             ; decimal
999 \c           mov ax,0a2h            ; hex
1000 \c           mov ax,$0a2            ; hex again: the 0 is required
1001 \c           mov ax,0xa2            ; hex yet again
1002 \c           mov ax,777q            ; octal
1003 \c           mov ax,10010011b       ; binary
1005 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1007 A character constant consists of up to four characters enclosed in
1008 either single or double quotes. The type of quote makes no
1009 difference to NASM, except of course that surrounding the constant
1010 with single quotes allows double quotes to appear within it and vice
1011 versa.
1013 A character constant with more than one character will be arranged
1014 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1016 \c           mov eax,'abcd'
1018 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1019 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1020 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1021 the sense of character constants understood by the Pentium's
1022 \i\c{CPUID} instruction (see \k{insCPUID}).
1024 \S{strconst} String Constants
1026 String constants are only acceptable to some pseudo-instructions,
1027 namely the \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\i\c{DB} family and
1028 \i\c{INCBIN}.
1030 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1031 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1032 for the conditions. So the following are equivalent:
1034 \c           db 'hello'             ; string constant
1035 \c           db 'h','e','l','l','o' ; equivalent character constants
1037 And the following are also equivalent:
1039 \c           dd 'ninechars'         ; doubleword string constant
1040 \c           dd 'nine','char','s'   ; becomes three doublewords
1041 \c           db 'ninechars',0,0,0   ; and really looks like this
1043 Note that when used as an operand to \c{db}, a constant like
1044 \c{'ab'} is treated as a string constant despite being short enough
1045 to be a character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have
1046 the same effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly,
1047 three-character or four-character constants are treated as strings
1048 when they are operands to \c{dw}.
1050 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1052 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1053 \i\c{DD}, \i\c{DQ} and \i\c{DT}. They are expressed in the
1054 traditional form: digits, then a period, then optionally more
1055 digits, then optionally an \c{E} followed by an exponent. The period
1056 is mandatory, so that NASM can distinguish between \c{dd 1}, which
1057 declares an integer constant, and \c{dd 1.0} which declares a
1058 floating-point constant.
1060 Some examples:
1062 \c           dd 1.2                 ; an easy one
1063 \c           dq 1.e10               ; 10,000,000,000
1064 \c           dq 1.e+10              ; synonymous with 1.e10
1065 \c           dq 1.e-10              ; 0.000 000 000 1
1066 \c           dt 3.141592653589793238462 ; pi
1068 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1069 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1070 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1071 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1072 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1073 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1074 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1075 of floating-point routines, which would significantly increase the
1076 size of the assembler for very little benefit.
1078 \H{expr} \i{Expressions}
1080 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.
1082 NASM does not guarantee the size of the integers used to evaluate
1083 expressions at compile time: since NASM can compile and run on
1084 64-bit systems quite happily, don't assume that expressions are
1085 evaluated in 32-bit registers and so try to make deliberate use of
1086 \i{integer overflow}. It might not always work. The only thing NASM
1087 will guarantee is what's guaranteed by ANSI C: you always have \e{at
1088 least} 32 bits to work in.
1090 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1091 calculations to involve the current assembly position: the
1092 \I{$ here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1093 position at the beginning of the line containing the expression; so
1094 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1095 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1096 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1098 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1099 increasing order of \i{precedence}.
1101 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1103 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1104 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1105 arithmetic operator supported by NASM.
1107 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1109 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1111 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1113 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1115 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1117 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1118 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1119 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1120 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1121 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1123 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1124 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1126 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1127 subtraction.
1129 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1130 \i{Multiplication} and \i{Division}
1132 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1133 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1134 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1135 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1136 \i{signed modulo} operators respectively.
1138 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1139 operation of the signed modulo operator.
1141 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1142 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1143 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1145 \S{expmul} \i{Unary Operators}: \I{+ opunary}\c{+}, \I{- opunary}\c{-},
1146 \i\c{~} and \i\c{SEG}
1148 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are
1149 those which only apply to one argument. \c{-} negates its operand,
1150 \c{+} does nothing (it's provided for symmetry with \c{-}), \c{~}
1151 computes the \i{one's complement} of its operand, and \c{SEG}
1152 provides the \i{segment address} of its operand (explained in more
1153 detail in \k{segwrt}).
1155 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1157 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1158 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1159 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1160 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1162 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1163 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1164 the symbol makes sense. So the code
1166 \c           mov ax,seg symbol
1167 \c           mov es,ax
1168 \c           mov bx,symbol
1170 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1172 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1173 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1174 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1175 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1176 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1178 \c           mov ax,weird_seg       ; weird_seg is a segment base
1179 \c           mov es,ax
1180 \c           mov bx,symbol wrt weird_seg
1182 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1183 pointer to the symbol \c{symbol}.
1185 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1186 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1187 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1188 could code either of
1190 \c           call (seg procedure):procedure
1191 \c           call weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1193 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1194 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1195 practice.)
1197 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1198 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1199 to \c{CALL} in these examples.
1201 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1202 must code
1204 \c           dw symbol, seg symbol
1206 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1207 invent one using the macro processor.
1209 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1211 A limitation of NASM is that it is a \i{two-pass assembler}; unlike
1212 TASM and others, it will always do exactly two \I{passes}\i{assembly
1213 passes}. Therefore it is unable to cope with source files that are
1214 complex enough to require three or more passes.
1216 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1217 code and data, so that the second pass, when generating all the
1218 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1219 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1220 symbol declared after the code in question. For example,
1222 \c           times (label-$) db 0
1223 \c label:    db 'Where am I?'
1225 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1226 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1227 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1228 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1229 code
1231 \c           times (label-$+1) db 0
1232 \c label:    db 'NOW where am I?'
1234 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1235 wrong!
1237 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1238 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1239 value is required to be computable in the first pass, and which must
1240 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1241 the \c{TIMES} prefix is a critical expression; for the same reason,
1242 the arguments to the \i\c{RESB} family of pseudo-instructions are
1243 also critical expressions.
1245 Critical expressions can crop up in other contexts as well: consider
1246 the following code.
1248 \c           mov ax,symbol1
1249 \c symbol1   equ symbol2
1250 \c symbol2:
1252 On the first pass, NASM cannot determine the value of \c{symbol1},
1253 because \c{symbol1} is defined to be equal to \c{symbol2} which NASM
1254 hasn't seen yet. On the second pass, therefore, when it encounters
1255 the line \c{mov ax,symbol1}, it is unable to generate the code for
1256 it because it still doesn't know the value of \c{symbol1}. On the
1257 next line, it would see the \i\c{EQU} again and be able to determine
1258 the value of \c{symbol1}, but by then it would be too late.
1260 NASM avoids this problem by defining the right-hand side of an
1261 \c{EQU} statement to be a critical expression, so the definition of
1262 \c{symbol1} would be rejected in the first pass.
1264 There is a related issue involving \i{forward references}: consider
1265 this code fragment.
1267 \c           mov eax,[ebx+offset]
1268 \c offset    equ 10
1270 NASM, on pass one, must calculate the size of the instruction \c{mov
1271 eax,[ebx+offset]} without knowing the value of \c{offset}. It has no
1272 way of knowing that \c{offset} is small enough to fit into a
1273 one-byte offset field and that it could therefore get away with
1274 generating a shorter form of the \i{effective-address} encoding; for
1275 all it knows, in pass one, \c{offset} could be a symbol in the code
1276 segment, and it might need the full four-byte form. So it is forced
1277 to compute the size of the instruction to accommodate a four-byte
1278 address part. In pass two, having made this decision, it is now
1279 forced to honour it and keep the instruction large, so the code
1280 generated in this case is not as small as it could have been. This
1281 problem can be solved by defining \c{offset} before using it, or by
1282 forcing byte size in the effective address by coding \c{[byte
1283 ebx+offset]}.
1285 \H{locallab} \i{Local Labels}
1287 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1288 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1289 label, which means that it is associated with the previous non-local
1290 label. So, for example:
1292 \c label1    ; some code
1293 \c .loop     ; some more code
1294 \c           jne .loop
1295 \c           ret
1296 \c label2    ; some code
1297 \c .loop     ; some more code
1298 \c           jne .loop
1299 \c           ret
1301 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1302 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1303 are kept separate by virtue of each being associated with the
1304 previous non-local label.
1306 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1307 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1308 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1309 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
1310 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
1311 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
1312 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
1313 to, you could write
1315 \c label3    ; some more code
1316 \c           ; and some more
1317 \c           jmp label1.loop
1319 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
1320 define a label which can be referenced from anywhere but which
1321 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
1322 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
1323 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
1324 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
1325 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
1326 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
1327 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
1328 to the local label mechanism. So you could code
1330 \c label1:   ; a non-local label
1331 \c .local:   ; this is really label1.local
1332 \c ..@foo:   ; this is a special symbol
1333 \c label2:   ; another non-local label
1334 \c .local:   ; this is really label2.local
1335 \c           jmp ..@foo             ; this will jump three lines up
1337 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
1338 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
1339 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}).
1341 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
1343 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
1344 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
1345 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
1346 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
1347 sign.
1349 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
1351 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
1353 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
1354 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
1355 things like
1357 \c %define ctrl 0x1F &
1358 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
1359 \c           mov byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
1361 which will expand to
1363 \c           mov byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
1365 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
1366 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
1367 not at definition time. Thus the code
1369 \c %define a(x) 1+b(x)
1370 \c %define b(x) 2*x
1371 \c           mov ax,a(8)
1373 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
1374 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
1376 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
1377 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
1378 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
1379 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
1380 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
1381 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
1382 \c{bar}.
1384 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
1385 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
1386 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
1387 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
1388 Hence, if you code
1390 \c %define a(x) 1+a(x)
1391 \c           mov ax,a(3)
1393 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
1394 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
1395 for an example of its use.
1397 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
1398 macros: if you write
1400 \c %define foo(x) 1+x
1401 \c %define foo(x,y) 1+x*y
1403 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
1404 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
1405 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
1406 you define
1408 \c %define foo bar
1410 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
1411 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
1412 \e{with} parameters, and vice versa.
1414 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
1415 perfectly well define a macro with
1417 \c %define foo bar
1419 and then re-define it later in the same source file with
1421 \c %define foo baz
1423 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
1424 according to the most recent definition. This is particularly useful
1425 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
1427 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
1428 the NASM command line: see \k{opt-d}.
1430 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
1432 An alternative way to define single-line macros is by means of the
1433 \c{%assign} command (and its \i{case sensitive}case-insensitive
1434 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
1435 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
1437 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
1438 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
1439 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
1440 \c{%assign} directive is processed.
1442 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
1443 later, so you can do things like
1445 \c %assign i i+1
1447 to increment the numeric value of a macro.
1449 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
1450 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
1451 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
1453 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
1454 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
1455 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
1456 involving a register).
1458 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
1460 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
1461 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
1462 this.
1464 \c %macro prologue 1
1465 \c           push ebp
1466 \c           mov ebp,esp
1467 \c           sub esp,%1
1468 \c %endmacro
1470 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
1471 invoke the macro with a call such as
1473 \c myfunc:   prologue 12
1475 which would expand to the three lines of code
1477 \c myfunc:   push ebp
1478 \c           mov ebp,esp
1479 \c           sub esp,12
1481 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
1482 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
1483 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
1484 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
1485 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
1486 \c{%3} and so on.
1488 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
1489 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
1491 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
1492 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
1493 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
1494 things like
1496 \c %macro silly 2
1497 \c %2:       db %1
1498 \c %endmacro
1499 \c           silly 'a', letter_a    ; letter_a:  db 'a'
1500 \c           silly 'ab', string_ab  ; string_ab: db 'ab'
1501 \c           silly {13,10}, crlf    ; crlf:      db 13,10
1503 \S{mlmacover} \i{Overloading Multi-Line Macros}
1505 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
1506 defining the same macro name several times with different numbers of
1507 parameters. This time, no exception is made for macros with no
1508 parameters at all. So you could define
1510 \c %macro prologue 0
1511 \c           push ebp
1512 \c           mov ebp,esp
1513 \c %endmacro
1515 to define an alternative form of the function prologue which
1516 allocates no local stack space.
1518 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
1519 instruction; for example, you might want to define
1521 \c %macro push 2
1522 \c           push %1
1523 \c           push %2
1524 \c %endmacro
1526 so that you could code
1528 \c           push ebx               ; this line is not a macro call
1529 \c           push eax,ecx           ; but this one is
1531 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
1532 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
1533 invoked with a number of parameters for which no definition has been
1534 given. The correct code will still be generated, but the assembler
1535 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
1536 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
1538 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
1540 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
1541 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
1542 calling the same macro multiple times will use a different label
1543 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
1544 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
1545 flag is set by doing this:
1547 \c %macro retz 0
1548 \c           jnz %%skip
1549 \c           ret
1550 \c %%skip:
1551 \c %endmacro
1553 You can call this macro as many times as you want, and every time
1554 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
1555 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
1556 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
1557 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
1558 interfering with the local label mechanism, as described in
1559 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
1560 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
1561 they interfere with macro-local labels.
1563 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
1565 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
1566 command line into one parameter definition, possibly after
1567 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
1568 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
1569 you might want to be able to write
1571 \c           writefile [filehandle],"hello, world",13,10
1573 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
1574 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
1575 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
1576 the last defined one along with the separating commas. So if you
1577 code:
1579 \c %macro writefile 2+
1580 \c           jmp %%endstr
1581 \c %%str:    db %2
1582 \c %%endstr: mov dx,%%str
1583 \c           mov cx,%%endstr-%%str
1584 \c           mov bx,%1
1585 \c           mov ah,0x40
1586 \c           int 0x21
1587 \c %endmacro
1589 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
1590 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
1591 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
1592 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
1593 \c{db}.
1595 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
1596 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
1597 \c{%macro} line.
1599 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
1600 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
1601 the actual number specified up to infinity; in this case, for
1602 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
1603 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
1604 into account when overloading macros, and will not allow you to
1605 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
1606 example).
1608 Of course, the above macro could have been implemented as a
1609 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
1610 look like
1612 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
1614 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
1615 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
1616 definition.
1618 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
1620 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
1622 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
1623 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
1624 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
1626 \c %macro die 0-1 "Painful program death has occurred."
1627 \c           writefile 2,%1
1628 \c           mov ax,0x4c01
1629 \c           int 0x21
1630 \c %endmacro
1632 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
1633 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
1634 will display on the error output stream before exiting, or it can be
1635 called with no parameters, in which case it will use the default
1636 error message supplied in the macro definition.
1638 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
1639 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
1640 required in the macro call, and then you provide defaults for the
1641 optional ones. So if a macro definition began with the line
1643 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
1645 then it could be called with between one and three parameters, and
1646 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
1647 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
1648 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
1650 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
1651 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
1652 for macros which can take a variable number of parameters, since the
1653 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
1654 parameters were really passed to the macro call.
1656 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
1657 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
1658 and more useful, by changing the first line of the definition to
1660 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
1662 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
1663 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
1664 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
1666 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
1668 For a macro which can take a variable number of parameters, the
1669 parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
1670 number of parameters passed to the macro. This can be used as an
1671 argument to \c{%rep} (see \k{rep}) in order to iterate through all
1672 the parameters of a macro. Examples are given in \k{rotate}.
1674 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
1676 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
1677 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
1678 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
1679 moved left by one place, so that the argument previously referenced
1680 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
1681 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
1683 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
1684 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
1685 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
1686 argument list reappear on the right, and vice versa.
1688 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
1689 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
1690 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
1691 parameters are rotated to the right.
1693 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
1694 restore a set of registers might work as follows:
1696 \c %macro multipush 1-*
1697 \c %rep %0
1698 \c           push %1
1699 \c %rotate 1
1700 \c %endrep
1701 \c %endmacro
1703 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
1704 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
1705 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
1706 one place to the left, so that the original second argument is now
1707 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
1708 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
1709 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
1711 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
1712 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
1713 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
1715 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
1716 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
1717 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
1718 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
1719 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
1720 the macro would take care of popping the registers in the opposite
1721 order from the one in which they were pushed.
1723 This can be done by the following definition:
1725 \c %macro multipop 1-*
1726 \c %rep %0
1727 \c %rotate -1
1728 \c           pop %1
1729 \c %endrep
1730 \c %endmacro
1732 This macro begins by rotating its arguments one place to the
1733 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
1734 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
1735 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
1736 iterated through in reverse order.
1738 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
1740 NASM can concatenate macro parameters on to other text surrounding
1741 them. This allows you to declare a family of symbols, for example,
1742 in a macro definition. If, for example, you wanted to generate a
1743 table of key codes along with offsets into the table, you could code
1744 something like
1746 \c %macro keytab_entry 2
1747 \c keypos%1 equ $-keytab
1748 \c           db %2
1749 \c %endmacro
1750 \c keytab:
1751 \c           keytab_entry F1,128+1
1752 \c           keytab_entry F2,128+2
1753 \c           keytab_entry Return,13
1755 which would expand to
1757 \c keytab:
1758 \c keyposF1 equ $-keytab
1759 \c           db 128+1
1760 \c keyposF2 equ $-keytab
1761 \c           db 128+2
1762 \c keyposReturn equ $-keytab
1763 \c           db 13
1765 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
1766 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
1768 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
1769 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
1770 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
1771 eleventh macro parameter. Instead, you must code
1772 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
1773 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
1774 (literal text to be concatenated to the parameter).
1776 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
1777 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
1778 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
1779 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
1780 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
1781 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
1782 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
1783 real names of macro-local labels means that the two usages
1784 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
1785 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
1787 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
1789 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
1790 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
1791 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
1792 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
1793 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
1794 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
1795 condition code.
1797 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
1798 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
1799 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
1800 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
1802 \c %macro retc 1
1803 \c           j%-1 %%skip
1804 \c           ret
1805 \c %%skip:
1806 \c %endmacro
1808 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
1809 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
1810 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
1811 \c{JPE}.
1813 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
1814 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
1815 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
1816 because no inverse condition code exists.
1818 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
1820 When NASM is generating a listing file from your program, it will
1821 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
1822 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
1823 see which instructions in the macro expansion are generating what
1824 code; however, for some macros this clutters the listing up
1825 unnecessarily.
1827 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
1828 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
1829 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
1830 the number of parameters, like this:
1832 \c %macro foo 1.nolist
1834 Or like this:
1836 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
1838 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
1840 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
1841 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
1842 syntax of this feature looks like this:
1844 \c %if<condition>
1845 \c ; some code which only appears if <condition> is met
1846 \c %elif<condition2>
1847 \c ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
1848 \c %else
1849 \c ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
1850 \c %endif
1852 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
1853 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
1855 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: \i{Testing Single-Line Macro Existence}
1857 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
1858 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
1859 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
1860 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
1862 For example, when debugging a program, you might want to write code
1863 such as
1865 \c           ; perform some function
1866 \c %ifdef DEBUG
1867 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
1868 \c %endif
1869 \c           ; go and do something else
1871 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
1872 version of the program which produced debugging messages, and remove
1873 the option to generate the final release version of the program.
1875 You can test for a macro \e{not} being defined by using
1876 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
1877 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
1878 \i\c{%elifndef}.
1880 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: \i{Testing the Context Stack}
1882 The conditional-assembly construct \c{%ifctx ctxname} will cause the
1883 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
1884 the preprocessor's context stack has the name \c{ctxname}. As with
1885 \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
1886 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
1888 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
1889 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
1891 \S{if} \i\c{%if}: \i{Testing Arbitrary Numeric Expressions}
1893 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
1894 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
1895 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
1896 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
1897 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
1899 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
1900 a critical expression (see \k{crit}).
1902 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
1903 set of \i{relational operators} which are not normally available in
1904 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
1905 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
1906 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
1907 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
1908 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
1909 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
1910 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
1911 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
1912 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
1913 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
1914 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
1915 for true and 0 for false.
1917 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: \i{Testing Exact Text
1918 Identity}
1920 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
1921 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
1922 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
1923 Differences in white space are not counted.
1925 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
1927 For example, the following macro pushes a register or number on the
1928 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
1930 \c %macro pushparam 1
1931 \c %ifidni %1,ip
1932 \c           call %%label
1933 \c %%label:
1934 \c %else
1935 \c           push %1
1936 \c %endif
1937 \c %endmacro
1939 Like most other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
1940 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
1941 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
1942 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
1944 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: \i{Testing Token
1945 Types}
1947 Some macros will want to perform different tasks depending on
1948 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
1949 example, a string output macro might want to be able to cope with
1950 being passed either a string constant or a pointer to an existing
1951 string.
1953 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
1954 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
1955 the first token in the parameter exists and is an identifier.
1956 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
1957 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
1959 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
1960 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
1962 \c %macro writefile 2-3+
1963 \c %ifstr %2
1964 \c           jmp %%endstr
1965 \c %if %0 = 3
1966 \c %%str:         db %2,%3
1967 \c %else
1968 \c %%str:         db %2
1969 \c %endif
1970 \c %%endstr: mov dx,%%str
1971 \c           mov cx,%%endstr-%%str
1972 \c %else
1973 \c        mov dx,%2
1974 \c        mov cx,%3
1975 \c %endif
1976 \c           mov bx,%1
1977 \c           mov ah,0x40
1978 \c           int 0x21
1979 \c %endmacro
1981 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
1982 the following two ways:
1984 \c           writefile [file], strpointer, length
1985 \c           writefile [file], "hello", 13, 10
1987 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
1988 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
1989 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
1990 it itself and works out the address and length for itself.
1992 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
1993 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
1994 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
1995 which case, all but the first two would be lumped together into
1996 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
1998 \I\c{%ifnid}\I\c{%elifid}\I\c{%elifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%elifnum}\I\c{%elifnnum}\I\c{%ifnstr}\I\c{%elifstr}\I\c{%elifnstr}
1999 The usual \c{%elifXXX}, \c{%ifnXXX} and \c{%elifnXXX} versions exist
2000 for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
2002 \S{pperror} \i\c{%error}: Reporting \i{User-Defined Errors}
2004 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
2005 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
2006 try to assemble your source files, you can ensure that they define
2007 the right macros by means of code like this:
2009 \c %ifdef SOME_MACRO
2010 \c ; do some setup
2011 \c %elifdef SOME_OTHER_MACRO
2012 \c ; do some different setup
2013 \c %else
2014 \c %error Neither SOME_MACRO nor SOME_OTHER_MACRO was defined.
2015 \c %endif
2017 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
2018 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
2019 having to wait until the program crashes on being run and then not
2020 knowing what went wrong.
2022 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
2024 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
2025 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
2026 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
2027 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
2029 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
2030 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
2031 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
2032 replicated as many times as specified by the preprocessor:
2034 \c %assign i 0
2035 \c %rep 64
2036 \c           inc word [table+2*i]
2037 \c %assign i i+1
2038 \c %endrep
2040 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
2041 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
2042 \c{[table+126]}.
2044 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
2045 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
2046 terminate the loop, like this:
2048 \c fibonacci:
2049 \c %assign i 0
2050 \c %assign j 1
2051 \c %rep 100
2052 \c %if j > 65535
2053 \c %exitrep
2054 \c %endif
2055 \c           dw j
2056 \c %assign k j+i
2057 \c %assign i j
2058 \c %assign j k
2059 \c %endrep
2060 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
2062 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
2063 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
2064 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
2065 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
2066 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
2067 be gradually used up and other applications to start crashing.
2069 \H{include} \i{Including Other Files}
2071 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
2072 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
2073 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
2075 \c %include "macros.mac"
2077 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
2078 file containing the \c{%include} directive.
2080 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
2081 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
2082 opposed to the location of the NASM executable or the location of
2083 the source file), plus any directories specified on the NASM command
2084 line using the \c{-i} option.
2086 The standard C idiom for preventing a file being included more than
2087 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
2088 the form
2090 \c %ifndef MACROS_MAC
2091 \c %define MACROS_MAC
2092 \c ; now define some macros
2093 \c %endif
2095 then including the file more than once will not cause errors,
2096 because the second time the file is included nothing will happen
2097 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
2099 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
2100 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
2101 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
2103 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
2105 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
2106 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
2107 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
2108 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
2109 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
2110 had defined. However, for such a macro you would also want to be
2111 able to nest these loops.
2113 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
2114 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
2115 characterised by a name. You add a new context to the stack using
2116 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
2117 define labels that are local to a particular context on the stack.
2119 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
2120 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
2122 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
2123 on the top of the context stack. \c{%push} requires one argument,
2124 which is the name of the context. For example:
2126 \c %push foobar
2128 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can
2129 have several contexts on the stack with the same name: they can
2130 still be distinguished.
2132 The directive \c{%pop}, requiring no arguments, removes the top
2133 context from the context stack and destroys it, along with any
2134 labels associated with it.
2136 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
2138 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
2139 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
2140 is used to define a label which is local to the context on the top
2141 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
2142 above could be implemented by means of:
2144 \c %macro repeat 0
2145 \c %push repeat
2146 \c %$begin:
2147 \c %endmacro
2149 \c %macro until 1
2150 \c           j%-1 %$begin
2151 \c %pop
2152 \c %endmacro
2154 and invoked by means of, for example,
2156 \c           mov cx,string
2157 \c           repeat
2158 \c           add cx,3
2159 \c           scasb
2160 \c           until e
2162 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
2163 in \c{AL}.
2165 If you need to define, or access, labels local to the context
2166 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
2167 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
2169 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
2171 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
2172 a particular context, in just the same way:
2174 \c %define %$localmac 3
2176 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
2177 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
2178 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
2180 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
2182 If you need to change the name of the top context on the stack (in
2183 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
2184 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
2185 have the side effect of destroying all context-local labels and
2186 macros associated with the context that was just popped.
2188 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
2189 with a different name, without touching the associated macros and
2190 labels. So you could replace the destructive code
2192 \c %pop
2193 \c %push newname
2195 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
2197 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
2199 This example makes use of almost all the context-stack features,
2200 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
2201 implement a block IF statement as a set of macros.
2203 \c %macro if 1
2204 \c     %push if
2205 \c     j%-1 %$ifnot
2206 \c %endmacro
2208 \c %macro else 0
2209 \c     %ifctx if
2210 \c         %repl else
2211 \c         jmp %$ifend
2212 \c         %$ifnot:
2213 \c     %else
2214 \c         %error "expected `if' before `else'"
2215 \c     %endif
2216 \c %endmacro
2218 \c %macro endif 0
2219 \c     %ifctx if
2220 \c         %$ifnot:
2221 \c         %pop
2222 \c     %elifctx else
2223 \c         %$ifend:
2224 \c         %pop
2225 \c     %else
2226 \c         %error "expected `if' or `else' before `endif'"
2227 \c     %endif
2228 \c %endmacro
2230 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
2231 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
2232 that the macros are issued in the right order (for example, not
2233 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
2234 not.
2236 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
2237 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
2238 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
2239 to do different things depending on whether the context on top of
2240 the stack is \c{if} or \c{else}.
2242 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
2243 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
2244 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
2245 the context's name so that \c{endif} will know there was an
2246 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
2248 A sample usage of these macros might look like:
2250 \c           cmp ax,bx
2251 \c           if ae
2252 \c             cmp bx,cx
2253 \c             if ae
2254 \c               mov ax,cx
2255 \c             else
2256 \c               mov ax,bx
2257 \c             endif
2258 \c           else
2259 \c             cmp ax,cx
2260 \c             if ae
2261 \c               mov ax,cx
2262 \c             endif
2263 \c           endif
2265 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
2266 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
2267 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
2268 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
2270 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
2272 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
2273 when it starts to process any source file. If you really need a
2274 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
2275 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything.
2277 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
2278 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
2279 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
2280 described here.
2282 \S{stdmacver} \i\c{__NASM_MAJOR__} and \i\c{__NASM_MINOR__}: \i{NASM
2283 Version}
2285 The single-line macros \c{__NASM_MAJOR__} and \c{__NASM_MINOR__}
2286 expand to the major and minor parts of the \i{version number of
2287 NASM} being used. So, under NASM 0.96 for example,
2288 \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0 and \c{__NASM_MINOR__}
2289 would be defined as 96.
2291 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
2293 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
2294 name and line number containing the current instruction. The macro
2295 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
2296 current input file (which may change through the course of assembly
2297 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
2298 numeric constant giving the current line number in the input file.
2300 These macros could be used, for example, to communicate debugging
2301 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
2302 definition (either single-line or multi-line) will return the line
2303 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
2304 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
2305 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
2306 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
2307 here'. You could then write a macro
2309 \c %macro notdeadyet 0
2310 \c           push eax
2311 \c           mov eax,__LINE__
2312 \c           call stillhere
2313 \c           pop eax
2314 \c %endmacro
2316 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
2317 find the crash point.
2319 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
2321 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
2322 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
2323 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
2324 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
2326 \c{STRUC} takes one parameter, which is the name of the data type.
2327 This name is defined as a symbol with the value zero, and also has
2328 the suffix \c{_size} appended to it and is then defined as an
2329 \c{EQU} giving the size of the structure. Once \c{STRUC} has been
2330 issued, you are defining the structure, and should define fields
2331 using the \c{RESB} family of pseudo-instructions, and then invoke
2332 \c{ENDSTRUC} to finish the definition.
2334 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
2335 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
2337 \c           struc mytype
2338 \c mt_long:  resd 1
2339 \c mt_word:  resw 1
2340 \c mt_byte:  resb 1
2341 \c mt_str:   resb 32
2342 \c           endstruc
2344 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
2345 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
2346 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
2347 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
2349 The reason why the structure type name is defined at zero is a side
2350 effect of allowing structures to work with the local label
2351 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
2352 more than one structure, you can define the above structure like this:
2354 \c           struc mytype
2355 \c .long:    resd 1
2356 \c .word:    resw 1
2357 \c .byte:    resb 1
2358 \c .str:     resb 32
2359 \c           endstruc
2361 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
2362 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
2364 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
2365 support any form of period notation to refer to the elements of a
2366 structure once you have one (except the above local-label notation),
2367 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
2368 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
2369 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
2370 ax,[mystruc+mytype.word]}.
2372 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
2373 \i{Instances of Structures}
2375 Having defined a structure type, the next thing you typically want
2376 to do is to declare instances of that structure in your data
2377 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
2378 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
2379 you code something like this:
2381 \c mystruc:  istruc mytype
2382 \c           at mt_long, dd 123456
2383 \c           at mt_word, dw 1024
2384 \c           at mt_byte, db 'x'
2385 \c           at mt_str, db 'hello, world', 13, 10, 0
2386 \c           iend
2388 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
2389 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
2390 specified structure field, and then to declare the specified data.
2391 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
2392 they were specified in the structure definition.
2394 If the data to go in a structure field requires more than one source
2395 line to specify, the remaining source lines can easily come after
2396 the \c{AT} line. For example:
2398 \c           at mt_str, db 123,134,145,156,167,178,189
2399 \c           db 190,100,0
2401 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
2402 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
2403 line:
2405 \c           at mt_str
2406 \c           db 'hello, world'
2407 \c           db 13,10,0
2409 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
2411 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
2412 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
2413 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
2414 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
2416 \c           align 4                ; align on 4-byte boundary
2417 \c           align 16               ; align on 16-byte boundary
2418 \c           align 8,db 0           ; pad with 0s rather than NOPs
2419 \c           align 4,resb 1         ; align to 4 in the BSS
2420 \c           alignb 4               ; equivalent to previous line
2422 Both macros require their first argument to be a power of two; they
2423 both compute the number of additional bytes required to bring the
2424 length of the current section up to a multiple of that power of two,
2425 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
2426 perform the alignment.
2428 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
2429 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
2430 second argument is specified, the two macros are equivalent.
2431 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
2432 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
2433 except for special purposes.
2435 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
2436 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
2437 power of two, or if their second argument generates more than one
2438 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
2439 thing.
2441 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
2442 be used within structure definitions:
2444 \c           struc mytype2
2445 \c mt_byte:  resb 1
2446 \c           alignb 2
2447 \c mt_word:  resw 1
2448 \c           alignb 4
2449 \c mt_long:  resd 1
2450 \c mt_str:   resb 32
2451 \c           endstruc
2453 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
2454 relative to the base of the structure.
2456 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
2457 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
2458 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
2459 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
2460 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
2461 check that the section's alignment characteristics are sensible for
2462 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
2464 \C{directive} \i{Assembler Directives}
2466 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
2467 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
2468 directives. These are described in this chapter.
2470 NASM's directives come in two types: \i{user-level
2471 directives}\e{user-level} directives and \i{primitive
2472 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
2473 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
2474 recommend that users use the user-level forms of the directives,
2475 which are implemented as macros which call the primitive forms.
2477 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
2478 directives are not.
2480 In addition to the universal directives described in this chapter,
2481 each object file format can optionally supply extra directives in
2482 order to control particular features of that file format. These
2483 \i{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
2484 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
2486 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
2488 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
2489 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
2490 operating in 16-bit mode, or code designed to run on a processor
2491 operating in 32-bit mode. The syntax is \c{BITS 16} or \c{BITS 32}.
2493 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
2494 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf} and \c{win32} object formats, which are
2495 designed for use in 32-bit operating systems, all cause NASM to
2496 select 32-bit mode by default. The \c{obj} object format allows you
2497 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
2498 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
2499 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
2501 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
2502 32-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
2503 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
2504 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
2505 device drivers and boot loader software.
2507 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
2508 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
2509 assembler will generate incorrect code because it will be writing
2510 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
2512 When NASM is in \c{BITS 16} state, instructions which use 32-bit
2513 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
2514 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} state, the reverse is
2515 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
2516 using 16-bit data need an 0x66 and those working in 16-bit addresses
2517 need an 0x67.
2519 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
2520 \c{[BITS 16]} and \c{[BITS 32]}. The user-level form is a macro
2521 which has no function other than to call the primitive form.
2523 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
2524 Sections}
2526 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
2527 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
2528 which section of the output file the code you write will be
2529 assembled into. In some object file formats, the number and names of
2530 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
2531 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
2532 define a new section, if you try to switch to a section that does
2533 not (yet) exist.
2535 The Unix object formats, and the \c{bin} object format, all support
2536 the \i{standardised section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
2537 for the code, data and uninitialised-data sections. The \c{obj}
2538 format, by contrast, does not recognise these section names as being
2539 special, and indeed will strip off the leading period of any section
2540 name that has one.
2542 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
2544 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
2545 functions differently from its primitive form. The primitive form,
2546 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
2547 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
2548 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
2549 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
2550 it. So the user-level directive
2552 \c           SECTION .text
2554 expands to the two lines
2556 \c %define __SECT__ [SECTION .text]
2557 \c           [SECTION .text]
2559 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
2560 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
2561 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
2563 \c %macro writefile 2+
2564 \c           [section .data]
2565 \c %%str:    db %2
2566 \c %%endstr:
2567 \c           __SECT__
2568 \c           mov dx,%%str
2569 \c           mov cx,%%endstr-%%str
2570 \c           mov bx,%1
2571 \c           mov ah,0x40
2572 \c           int 0x21
2573 \c %endmacro
2575 This form of the macro, once passed a string to output, first
2576 switches temporarily to the data section of the file, using the
2577 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
2578 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
2579 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
2580 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
2581 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
2582 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
2583 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
2584 code in any of several separate code sections.
2586 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
2588 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
2589 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
2590 physical section, but at the hypothetical section starting at the
2591 given absolute address. The only instructions you can use in this
2592 mode are the \c{RESB} family.
2594 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
2596 \c           absolute 0x1A
2597 \c kbuf_chr  resw 1
2598 \c kbuf_free resw 1
2599 \c kbuf      resw 16
2601 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
2602 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
2603 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
2605 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
2606 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
2608 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
2609 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
2611 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
2612 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
2613 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
2614 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
2616 \c           org 100h               ; it's a .COM program
2617 \c           jmp setup              ; setup code comes last
2618 \c           ; the resident part of the TSR goes here
2619 \c setup:    ; now write the code that installs the TSR here
2620 \c           absolute setup
2621 \c runtimevar1 resw 1
2622 \c runtimevar2 resd 20
2623 \c tsr_end:
2625 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
2626 after the setup has finished running, the space it took up can be
2627 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
2628 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
2629 needs to be made resident.
2631 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
2633 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
2634 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
2635 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
2636 defined in some other module and needs to be referred to by this
2637 one. Not every object-file format can support external variables:
2638 the \c{bin} format cannot.
2640 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
2641 argument is the name of a symbol:
2643 \c           extern _printf
2644 \c           extern _sscanf,_fscanf
2646 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
2647 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
2648 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
2649 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
2650 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
2651 by means of the directive
2653 \c           extern _variable:wrt dgroup
2655 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
2656 only in that it can take only one argument at a time: the support
2657 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
2659 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
2660 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
2661 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
2663 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
2665 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
2666 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
2667 linker errors, some other module must actually \e{define} the
2668 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
2669 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
2671 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
2672 the definition of the symbol.
2674 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
2675 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
2676 \c{GLOBAL} directive. For example:
2678 \c           global _main
2679 \c _main:    ; some code
2681 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
2682 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
2683 example, lets you specify whether global data items are functions or
2684 data:
2686 \c           global hashlookup:function, hashtable:data
2688 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
2689 user-level form only in that it can take only one argument at a
2690 time.
2692 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
2694 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
2695 A common variable is much like a global variable declared in the
2696 uninitialised data section, so that
2698 \c           common intvar 4
2700 is similar in function to
2702 \c           global intvar
2703 \c           section .bss
2704 \c intvar    resd 1
2706 The difference is that if more than one module defines the same
2707 common variable, then at link time those variables will be
2708 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
2709 at the same piece of memory.
2711 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
2712 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
2713 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
2714 specify the alignment requirements of a common variable:
2716 \c           common commvar 4:near  ; works in OBJ
2717 \c           common intarray 100:4  ; works in ELF: 4 byte aligned
2719 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
2720 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
2721 only one argument at a time.
2723 \C{outfmt} \i{Output Formats}
2725 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
2726 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
2727 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
2728 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
2729 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
2730 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
2732 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
2733 output file based on the input file name and the chosen output
2734 format. This will be generated by removing the \i{extension}
2735 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
2736 name, and substituting an extension defined by the output format.
2737 The extensions are given with each format below.
2739 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
2741 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
2742 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
2743 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
2744 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
2745 is also useful for \i{operating-system} and \i{boot loader}
2746 development.
2748 \c{bin} supports the three \i{standardised section names} \i\c{.text},
2749 \i\c{.data} and \i\c{.bss} only. The file NASM outputs will contain the
2750 contents of the \c{.text} section first, followed by the contents of
2751 the \c{.data} section, aligned on a four-byte boundary. The \c{.bss}
2752 section is not stored in the output file at all, but is assumed to
2753 appear directly after the end of the \c{.data} section, again
2754 aligned on a four-byte boundary.
2756 If you specify no explicit \c{SECTION} directive, the code you write
2757 will be directed by default into the \c{.text} section.
2759 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
2760 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit code such as an
2761 OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
2762 directive.
2764 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
2765 leaves your file name as it is once the original extension has been
2766 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
2767 into a binary file called \c{binprog}.
2769 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
2771 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
2772 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
2773 directive is to specify the origin address which NASM will assume
2774 the program begins at when it is loaded into memory.
2776 For example, the following code will generate the longword
2777 \c{0x00000104}:
2779 \c           org 0x100
2780 \c           dd label
2781 \c label:
2783 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
2784 which allows you to jump around in the object file and overwrite
2785 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
2786 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
2787 offset which is added to all internal address references within the
2788 file; it does not permit any of the trickery that MASM's version
2789 does. See \k{proborg} for further comments.
2791 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
2792 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
2794 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
2795 directive to allow you to specify the alignment requirements of
2796 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
2797 end of the section-definition line. For example,
2799 \c           section .data align=16
2801 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
2802 aligned on a 16-byte boundary.
2804 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
2805 section start address must be forced to zero. The alignment value
2806 given may be any power of two.\I{section alignment, in
2807 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
2809 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
2811 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
2812 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
2813 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
2814 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
2816 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
2818 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
2819 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
2820 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
2821 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
2822 file format.
2824 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
2825 can call your segments anything you like. Typical names for segments
2826 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
2828 If your source file contains code before specifying an explicit
2829 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
2830 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
2832 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
2833 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
2834 address of the segment. So, for example:
2836 \c           segment data
2837 \c dvar:     dw 1234
2838 \c           segment code
2839 \c function: mov ax,data            ; get segment address of data
2840 \c           mov ds,ax              ; and move it into DS
2841 \c           inc word [dvar]        ; now this reference will work
2842 \c           ret
2844 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
2845 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
2846 like
2848 \c           extern foo
2849 \c           mov ax,seg foo         ; get preferred segment of foo
2850 \c           mov ds,ax
2851 \c           mov ax,data            ; a different segment
2852 \c           mov es,ax
2853 \c           mov ax,[ds:foo]        ; this accesses `foo'
2854 \c           mov [es:foo wrt data],bx  ; so does this
2856 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
2857 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
2859 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
2860 directive to allow you to specify various properties of the segment
2861 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
2862 end of the segment-definition line. For example,
2864 \c           segment code private align=16
2866 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
2867 segment, and requires that the portion of it described in this code
2868 module must be aligned on a 16-byte boundary.
2870 The available qualifiers are:
2872 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
2873 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
2874 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
2875 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
2876 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
2877 than stuck end-to-end.
2879 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
2880 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
2881 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
2882 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
2883 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
2884 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
2885 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
2886 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
2887 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
2889 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
2890 indicates to the linker that segments of the same class should be
2891 placed near each other in the output file. The class name can be any
2892 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
2894 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
2895 as an argument, and provides overlay information to an
2896 overlay-capable linker.
2898 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
2899 the effect of recording the choice in the object file and also
2900 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
2901 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
2903 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
2904 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
2905 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
2906 defines the group if it is not already defined.
2908 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
2909 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
2910 are currently known to make sensible use of this feature;
2911 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
2912 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
2913 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
2915 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
2916 class, no overlay, and \c{USE16}.
2918 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
2920 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
2921 single segment register can be used to refer to all the segments in
2922 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
2923 you can code
2925 \c           segment data
2926 \c           ; some data
2927 \c           segment bss
2928 \c           ; some uninitialised data
2929 \c           group dgroup data bss
2931 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
2932 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
2933 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
2934 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
2935 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
2936 segment register.
2938 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
2939 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
2940 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
2941 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
2942 base rather than the segment base.
2944 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
2945 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
2946 segment which is part of more than one group will default to being
2947 relative to the first group that was defined to contain the segment.
2949 A group does not have to contain any segments; you can still make
2950 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
2951 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
2952 \c{FLAT} with no segments in it.
2954 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
2956 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
2957 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
2958 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
2959 segment, group and symbol names that are written to the object file
2960 to be forced to upper case just before being written. Within a
2961 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
2962 be written entirely in upper case if desired.
2964 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
2966 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
2967 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
2969 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
2970 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
2971 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
2972 as well as using the \c{IMPORT} directive.
2974 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
2975 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
2976 wish to import and the name of the library you wish to import it
2977 from. For example:
2979 \c           import WSAStartup wsock32.dll
2981 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
2982 known in the library you are importing it from, in case this is not
2983 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
2984 once you have imported it. For example:
2986 \c           import asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
2988 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
2989 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
2991 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
2992 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
2993 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
2994 using the \c{EXPORT} directive.
2996 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
2997 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
2998 optional second parameter (separated by white space from the first)
2999 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
3000 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
3001 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
3002 off.
3004 Further parameters can be given to define attributes of the exported
3005 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
3006 space. If further parameters are given, the external name must also
3007 be specified, even if it is the same as the internal name. The
3008 available attributes are:
3010 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
3011 resident by the system loader. This is an optimisation for
3012 frequently used symbols imported by name.
3014 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
3015 does not make use of any initialised data.
3017 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
3018 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
3019 between 32-bit and 16-bit segments.
3021 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
3022 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
3023 the desired number.
3025 For example:
3027 \c           export myfunc
3028 \c           export myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
3029 \c           export myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
3030 \c           export myfunc myfunc resident parm=23 nodata
3032 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
3033 Point}
3035 OMF linkers require exactly one of the object files being linked to
3036 define the program entry point, where execution will begin when the
3037 program is run. If the object file that defines the entry point is
3038 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
3039 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
3040 begin.
3042 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
3043 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
3045 If you declare an external symbol with the directive
3047 \c           extern foo
3049 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
3050 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
3051 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
3052 \c{foo} you will usually need to do something like
3054 \c           mov ax,seg foo         ; get preferred segment base
3055 \c           mov es,ax              ; move it into ES
3056 \c           mov ax,[es:foo]        ; and use offset `foo' from it
3058 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
3059 is going to be accessible from a given segment or group, say
3060 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
3061 simply code
3063 \c           mov ax,[foo wrt dgroup]
3065 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
3066 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
3067 alternative form
3069 \c           extern foo:wrt dgroup
3071 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
3072 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
3073 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
3074 \c{foo wrt dgroup}.
3076 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
3077 to make externals appear to be relative to any group or segment in
3078 your program. It can also be applied to common variables: see
3079 \k{objcommon}.
3081 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
3082 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
3084 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
3085 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
3086 specify which your variables should be by the use of the syntax
3088 \c           common nearvar 2:near  ; `nearvar' is a near common
3089 \c           common farvar 10:far   ; and `farvar' is far
3091 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
3092 OMF specification says that they are declared as a number of
3093 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
3094 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
3095 five-byte elements or one ten-byte element.
3097 Some OMF linkers require the \I{element size, in common
3098 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
3099 the variable size, to match when resolving common variables declared
3100 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
3101 the element size on your far common variables. This is done by the
3102 following syntax:
3104 \c           common c_5by2 10:far 5 ; two five-byte elements
3105 \c           common c_2by5 10:far 2 ; five two-byte elements
3107 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
3108 keyword is not required when an element size is specified, since
3109 only far commons may have element sizes at all. So the above
3110 declarations could equivalently be
3112 \c           common c_5by2 10:5     ; two five-byte elements
3113 \c           common c_2by5 10:2     ; five two-byte elements
3115 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
3116 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
3117 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
3119 \c           common foo 10:wrt dgroup
3120 \c           common bar 16:far 2:wrt data
3121 \c           common baz 24:wrt data:6
3123 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
3125 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
3126 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
3127 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
3128 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
3130 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
3132 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
3133 COFF (Common Object File Format) standard, the object files produced
3134 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
3135 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
3136 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
3137 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
3138 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
3139 files that Win32 linkers can generate correct output from.
3141 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
3142 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
3144 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
3145 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
3146 and properties of sections you declare. Section types and properties
3147 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
3148 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
3149 these qualifiers.
3151 The available qualifiers are:
3153 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
3154 code section. This marks the section as readable and executable, but
3155 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
3156 section is code.
3158 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
3159 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
3160 writable, but not executable. \c{data} declares an initialised data
3161 section, whereas \c{bss} declares an uninitialised data section.
3163 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
3164 which is not included in the executable file by the linker, but may
3165 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
3166 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
3167 linker to interpret the contents of the section as command-line
3168 options.
3170 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
3171 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
3172 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
3173 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
3174 request a greater section alignment than this. If alignment is not
3175 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
3176 sections, and 4-byte alignment for data (and BSS) sections.
3177 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
3178 alignment), though the value does not matter.
3180 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
3181 qualifiers are:
3183 \c           section .text code align=16
3184 \c           section .data data align=4
3185 \c           section .bss bss align=4
3187 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
3189 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
3191 The \c{coff} output type produces COFF object files suitable for
3192 linking with the \i{DJGPP} linker.
3194 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3196 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
3197 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
3198 the \c{info} section type are not supported.
3200 \H{elffmt} \i\c{elf}: \i{Linux ELF}\I{Executable and Linkable
3201 Format}Object Files
3203 The \c{elf} output format generates ELF32 (Executable and Linkable
3204 Format) object files, as used by Linux. \c{elf} provides a default
3205 output file-name extension of \c{.o}.
3207 \S{elfsect} \c{elf} Extensions to the \c{SECTION}
3208 Directive\I{SECTION, elf extensions to}
3210 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
3211 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
3212 and properties of sections you declare. Section types and properties
3213 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
3214 names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}, but may still be
3215 overridden by these qualifiers.
3217 The available qualifiers are:
3219 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
3220 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
3221 which is not, such as an informational or comment section.
3223 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
3224 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
3225 which should not.
3227 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
3228 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
3229 not.
3231 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
3232 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
3233 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
3234 contents given, such as a BSS section.
3236 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
3237 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
3238 requirements of the section.
3240 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
3241 qualifiers are:
3243 \c           section .text progbits alloc   exec nowrite align=16
3244 \c           section .data progbits alloc noexec   write align=4
3245 \c           section .bss    nobits alloc noexec   write align=4
3246 \c           section other progbits alloc noexec nowrite align=1
3248 (Any section name other than \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss} is
3249 treated by default like \c{other} in the above code.)
3251 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{elf} Special
3252 Symbols and \i\c{WRT}
3254 The ELF specification contains enough features to allow
3255 position-independent code (PIC) to be written, which makes \i{ELF
3256 shared libraries} very flexible. However, it also means NASM has to
3257 be able to generate a variety of strange relocation types in ELF
3258 object files, if it is to be an assembler which can write PIC.
3260 Since ELF does not support segment-base references, the \c{WRT}
3261 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
3262 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
3263 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
3264 types.
3266 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
3267 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
3268 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
3269 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarised here:
3271 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
3272 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
3273 beginning of the current section to the global offset table.
3274 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
3275 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
3276 result to get the real address of the GOT.
3278 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
3279 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
3280 the specified location, so that adding on the address of the GOT
3281 would give the real address of the location you wanted.
3283 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
3284 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
3285 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
3286 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
3287 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
3288 address of the symbol.
3290 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
3291 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
3292 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
3293 only use this in contexts which would generate a PC-relative
3294 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
3295 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
3296 entries absolutely.
3298 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
3299 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
3300 relative to the start of the section and then adding on the offset
3301 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
3302 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
3303 peculiarity of the dynamic linker.
3305 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
3306 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
3308 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
3309 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
3311 ELF object files can contain more information about a global symbol
3312 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
3313 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
3314 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
3315 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
3316 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
3317 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
3318 to specify these features.
3320 You can specify whether a global variable is a function or a data
3321 object by suffixing the name with a colon and the word
3322 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
3323 \c{data}.) For example:
3325 \c           global hashlookup:function, hashtable:data
3327 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
3328 \c{hashtable} as a data object.
3330 You can also specify the size of the data associated with the
3331 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
3332 forward references) after the type specifier. Like this:
3334 \c           global hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
3335 \c hashtable:
3336 \c           db this,that,theother  ; some data here
3337 \c .end:
3339 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
3340 place that information into the ELF symbol table.
3342 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
3343 writing shared library code. For more information, see
3344 \k{picglobal}.
3346 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive\I{COMMON,
3347 elf extensions to}
3349 ELF also allows you to specify alignment requirements \I{common
3350 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
3351 common variables. This is done by putting a number (which must be a
3352 power of two) after the name and size of the common variable,
3353 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
3354 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
3356 \c           common dwordarray 128:4
3358 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
3359 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
3361 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\c{a.out} Object Files
3363 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form
3364 used by early Linux systems. (These differ from other \c{a.out}
3365 object files in that the magic number in the first four bytes of the
3366 file is different. Also, some implementations of \c{a.out}, for
3367 example NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
3368 implementation doesn't.)
3370 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3372 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
3373 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
3374 extensions to any standard directives. It supports only the three
3375 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
3377 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
3378 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
3380 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
3381 used by the various free BSD Unix clones, NetBSD, FreeBSD and
3382 OpenBSD. For simple object files, this object format is exactly the
3383 same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
3384 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
3385 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
3386 format, so you can use it to write BSD \i{shared libraries}.
3388 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3390 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
3391 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
3392 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
3393 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
3394 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
3396 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
3397 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
3398 this.
3400 \H{as86fmt} \c{as86}: Linux \i\c{as86} Object Files
3402 The Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard object
3403 file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
3404 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
3405 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
3406 itself \c{a.out}.
3408 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
3409 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
3411 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
3412 of view). It supports no special directives, no special symbols, no
3413 use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no extensions to any standard
3414 directives. It supports only the three \i{standard section names}
3415 \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
3417 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
3418 Format}
3420 The \c{rdf} output format produces RDOFF object files. RDOFF
3421 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
3422 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
3423 format the internal structure of the assembler.
3425 RDOFF is not used by any well-known operating systems. Those writing
3426 their own systems, however, may well wish to use RDOFF as their
3427 object format, on the grounds that it is designed primarily for
3428 simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
3430 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
3431 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
3432 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an RDF static-library
3433 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
3434 execute an RDF executable under Linux.
3436 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
3437 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
3439 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
3441 RDOFF contains a mechanism for an object file to demand a given
3442 library to be linked to the module, either at load time or run time.
3443 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
3444 which is the name of the module:
3446 \c           library mylib.rdl
3448 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
3450 The \c{dbg} output format is not built into NASM in the default
3451 configuration. If you are building your own NASM executable from the
3452 sources, you can define \i\c{OF_DBG} in \c{outform.h} or on the
3453 compiler command line, and obtain the \c{dbg} output format.
3455 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
3456 it outputs a text file which contains a complete list of all the
3457 transactions between the main body of NASM and the output-format
3458 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
3459 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
3460 of the various requests the main program makes of the output driver,
3461 and in what order they happen.
3463 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
3465 \c nasm -f dbg filename.asm
3467 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
3468 However, this will not work well on files which were designed for a
3469 different object format, because each object format defines its own
3470 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
3471 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
3472 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
3473 native object format selected:
3475 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
3476 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
3478 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
3479 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
3480 directives are converted into primitive form correctly. Then the
3481 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
3482 the final diagnostic output.
3484 This workaround will still typically not work for programs intended
3485 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
3486 directives have side effects of defining the segment and group names
3487 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
3488 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
3489 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
3490 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
3492 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
3493 them all to its output file.
3495 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
3497 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
3498 when writing 16-bit code to run under MS-DOS or Windows 3.x. It
3499 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
3500 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
3501 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
3503 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
3505 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
3506 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
3507 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
3508 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
3509 support the \c{.COM} format.
3511 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
3512 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
3513 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
3514 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
3515 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
3516 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
3517 Yann Guidon for contributing the code for this.
3519 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
3520 future releases.
3522 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
3524 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
3525 by linking \c{.OBJ} files together.
3527 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
3528 linker; if you have none of these, there is a free linker called
3529 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
3530 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
3531 An LZH archiver can be found at
3532 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
3533 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
3534 sources) called \i{FREELINK}, available from
3535 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
3536 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
3537 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
3539 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
3540 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
3541 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
3542 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
3543 point, the linker will not know what value to give the entry-point
3544 field in the output file header; if more than one defines a start
3545 point, the linker will not know \e{which} value to use.
3547 An example of a NASM source file which can be assembled to a
3548 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
3549 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
3550 the segment registers, and declaring a start point. This file is
3551 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
3552 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
3554 \c           segment code
3555 \c 
3556 \c ..start:  mov ax,data
3557 \c           mov ds,ax
3558 \c           mov ax,stack
3559 \c           mov ss,ax
3560 \c           mov sp,stacktop
3562 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
3563 segment, and initialises \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
3564 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
3565 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
3566 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
3567 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
3568 execute on.
3570 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
3571 beginning of this code, which means that will be the entry point
3572 into the resulting executable file.
3574 \c           mov dx,hello
3575 \c           mov ah,9
3576 \c           int 0x21
3578 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
3579 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
3580 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
3581 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
3583 \c           mov ax,0x4c00
3584 \c           int 0x21
3586 This terminates the program using another DOS system call.
3588 \c           segment data
3589 \c hello:    db 'hello, world', 13, 10, '$'
3591 The data segment contains the string we want to display.
3593 \c           segment stack stack
3594 \c           resb 64
3595 \c stacktop:
3597 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
3598 uninitialised stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
3599 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
3600 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
3601 necessary to the correct running of the program, but linkers are
3602 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
3603 type \c{STACK}.
3605 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
3606 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
3607 world' and then exit.
3609 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
3611 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
3612 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
3613 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
3614 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
3615 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
3616 \c{.EXE} files.
3618 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
3619 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
3620 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
3622 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
3623 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
3624 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
3625 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
3626 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
3627 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
3628 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
3629 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
3630 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
3632 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
3633 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
3634 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
3635 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
3636 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
3637 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
3638 explicitly issue one of your own.
3640 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
3641 since this would require a relocation in the header, and things
3642 would get a lot more complicated. So you should get your segment
3643 base by copying it out of \c{CS} instead.
3645 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
3646 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
3647 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
3648 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
3649 \c{EXE_stack 64}.
3651 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
3652 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
3653 \c{binexe.asm}.
3655 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
3657 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
3658 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
3659 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
3660 output format.
3662 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
3664 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
3665 segment (though the segment may change). Execution then begins at
3666 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
3667 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
3668 like
3670 \c           org 100h
3671 \c           section .text
3672 \c start:    ; put your code here
3673 \c           section .data
3674 \c           ; put data items here
3675 \c           section .bss
3676 \c           ; put uninitialised data here
3678 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
3679 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
3680 you want to and the code will still end up at the front of the file
3681 where it belongs.
3683 The BSS (uninitialised data) section does not take up space in the
3684 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
3685 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
3686 this will be free memory when the program is run. Therefore you
3687 should not rely on your BSS being initialised to all zeros when you
3688 run.
3690 To assemble the above program, you should use a command line like
3692 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
3694 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
3695 explicit output file name were specified, so you have to override it
3696 and give the desired file name.
3698 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
3700 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
3701 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
3702 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
3703 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
3704 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
3705 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
3706 file.
3708 If you do this, you need to take care of several things:
3710 \b The first object file containing code should start its code
3711 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
3712 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
3713 segment, so that the linker or converter program does not have to
3714 adjust address references within the file when generating the
3715 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
3716 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
3717 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
3718 in MASM-compatible assemblers.
3720 \b You don't need to define a stack segment.
3722 \b All your segments should be in the same group, so that every time
3723 your code or data references a symbol offset, all offsets are
3724 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
3725 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
3727 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
3729 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
3730 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
3731 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
3732 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
3733 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
3734 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
3735 your code segment.
3737 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
3738 the various routines inside the driver which do the work. This
3739 structure should be defined at the start of the code segment, even
3740 though it is not actually code.
3742 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
3743 which has to go in the header structure, a list of books is given in
3744 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
3745 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
3747 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
3749 This section covers the basics of writing assembly routines that
3750 call, or are called from, C programs. To do this, you would
3751 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
3752 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
3754 \S{16cunder} External Symbol Names
3756 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
3757 convention that the names of all global symbols (functions or data)
3758 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
3759 appears in the C program. So, for example, the function a C
3760 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
3761 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
3762 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
3763 not have to worry about name clashes with C symbols.
3765 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
3766 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
3768 \c %macro cglobal 1
3769 \c           global _%1
3770 \c %define %1 _%1
3771 \c %endmacro
3773 \c %macro cextern 1
3774 \c           extern _%1
3775 \c %define %1 _%1
3776 \c %endmacro
3778 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
3779 \c{%rep} construct could solve this.)
3781 If you then declare an external like this:
3783 \c           cextern printf
3785 then the macro will expand it as
3787 \c           extern _printf
3788 \c %define printf _printf
3790 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
3791 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
3793 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
3794 before defining the symbol in question, but you would have had to do
3795 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
3797 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
3799 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
3800 directly; you have to keep track yourself of which one you are
3801 writing for. This means you have to keep track of the following
3802 things:
3804 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
3805 functions are near. This means that function pointers, when stored
3806 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
3807 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
3808 never changes its value, and always gives the segment part of the
3809 full function address), and that functions are called using ordinary
3810 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
3811 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
3812 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
3813 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
3815 \b In models using more than one code segment (medium, large and
3816 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
3817 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
3818 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
3819 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
3820 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
3821 \c{CALL FAR} to call external routines.
3823 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
3824 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
3825 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
3826 segment part of the full data item address).
3828 \b In models using more than one data segment (compact, large and
3829 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
3830 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
3831 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
3832 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
3833 pointers you are passed.
3835 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
3836 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
3837 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
3838 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
3839 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
3841 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
3842 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
3843 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
3844 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
3845 and global data items can both be accessed easily without changing
3846 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
3847 segments. However, some memory models (though not the standard
3848 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
3849 same value to be removed. Be careful about functions' local
3850 variables in this latter case.
3852 In models with a single code segment, the segment is called
3853 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
3854 to be linked into the same place as the main code segment. In models
3855 with a single data segment, or with a default data segment, it is
3856 called \i\c{_DATA}.
3858 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
3860 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
3861 16-bit programs is as follows. In the following description, the
3862 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
3863 doing the calling and the function which gets called.
3865 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
3866 after another, in reverse order (right to left, so that the first
3867 argument specified to the function is pushed last).
3869 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
3870 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
3871 memory model.
3873 \b The callee receives control, and typically (although this is not
3874 actually necessary, in functions which do not need to access their
3875 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
3876 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
3877 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
3878 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
3879 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
3880 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
3882 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
3883 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
3884 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
3885 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
3886 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
3887 a large-model (far) function, the segment part of the return address
3888 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
3889 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
3890 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
3891 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
3892 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
3893 parameters in reverse order means that the function knows where to
3894 find its first parameter, which tells it the number and type of the
3895 remaining ones.
3897 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
3898 allocate space on the stack for local variables, which will then be
3899 accessible at negative offsets from \c{BP}.
3901 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
3902 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
3903 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
3904 compiler) returned in \c{ST0}.
3906 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
3907 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
3908 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
3909 memory model.
3911 \b When the caller regains control from the callee, the function
3912 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
3913 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
3914 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
3915 called with the wrong number of parameters due to a prototype
3916 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
3917 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
3918 removing.
3920 It is instructive to compare this calling convention with that for
3921 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
3922 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
3923 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
3924 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
3925 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
3926 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
3927 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
3928 which means that a compiler can give better guarantees about
3929 sequence points without performance suffering.
3931 Thus, you would define a function in C style in the following way.
3932 The following example is for small model:
3934 \c           global _myfunc
3935 \c _myfunc:  push bp
3936 \c           mov bp,sp
3937 \c           sub sp,0x40            ; 64 bytes of local stack space
3938 \c           mov bx,[bp+4]          ; first parameter to function
3939 \c           ; some more code
3940 \c           mov sp,bp              ; undo "sub sp,0x40" above
3941 \c           pop bp
3942 \c           ret
3944 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
3945 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
3946 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
3947 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
3948 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
3949 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
3951 At the other end of the process, to call a C function from your
3952 assembly code, you would do something like this:
3954 \c           extern _printf
3955 \c           ; and then, further down...
3956 \c           push word [myint]      ; one of my integer variables
3957 \c           push word mystring     ; pointer into my data segment
3958 \c           call _printf
3959 \c           add sp,byte 4          ; `byte' saves space
3960 \c           ; then those data items...
3961 \c           segment _DATA
3962 \c myint     dw 1234
3963 \c mystring  db 'This number -> %d <- should be 1234',10,0
3965 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
3966 code
3968 \c     int myint = 1234;
3969 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
3971 In large model, the function-call code might look more like this. In
3972 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
3973 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialise
3974 it first.
3976 \c           push word [myint]
3977 \c           push word seg mystring ; Now push the segment, and...
3978 \c           push word mystring     ; ... offset of "mystring"
3979 \c           call far _printf
3980 \c           add sp,byte 6
3982 The integer value still takes up one word on the stack, since large
3983 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
3984 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
3985 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
3986 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
3987 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
3988 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
3989 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
3990 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
3991 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
3992 word of parameters.
3994 \S{16cdata} Accessing Data Items
3996 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
3997 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
3998 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
3999 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
4000 accessed from assembler as
4002 \c           extern _i
4003 \c           mov ax,[_i]
4005 And to declare your own integer variable which C programs can access
4006 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
4007 the \c{_DATA} segment, if necessary):
4009 \c           global _j
4010 \c _j        dw 0
4012 To access a C array, you need to know the size of the components of
4013 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
4014 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
4015 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
4016 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
4017 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
4018 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
4019 \c{float}, and 8 for \c{double}.
4021 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
4022 the base of the structure to the field you are interested in. You
4023 can either do this by converting the C structure definition into a
4024 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
4025 one offset and using just that.
4027 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
4028 find out how it organises data structures. NASM gives no special
4029 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
4030 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
4031 Typically, you might find that a structure like
4033 \c struct {
4034 \c     char c;
4035 \c     int i;
4036 \c } foo;
4038 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
4039 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
4040 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
4041 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
4042 out how your own compiler does it.
4044 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
4046 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
4047 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
4048 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
4049 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
4050 the work involved in keeping track of the calling convention.
4052 An example of an assembly function using the macro set is given
4053 here:
4055 \c           proc _nearproc
4056 \c %$i       arg
4057 \c %$j       arg
4058 \c           mov ax,[bp + %$i]
4059 \c           mov bx,[bp + %$j]
4060 \c           add ax,[bx]
4061 \c           endproc
4063 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
4064 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
4065 integer. It returns \c{i + *j}.
4067 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
4068 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
4069 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
4070 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
4071 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
4072 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
4073 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
4075 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
4076 compact-model code) by default. You can have it generate far
4077 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
4078 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
4079 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
4080 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
4081 dependency on whether data pointers are far or not.
4083 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
4084 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
4085 many function parameters will be of type \c{int}.
4087 The large-model equivalent of the above function would look like this:
4089 \c %define FARCODE
4090 \c           proc _farproc
4091 \c %$i       arg
4092 \c %$j       arg 4
4093 \c           mov ax,[bp + %$i]
4094 \c           mov bx,[bp + %$j]
4095 \c           mov es,[bp + %$j + 2]
4096 \c           add ax,[bx]
4097 \c           endproc
4099 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
4100 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
4101 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
4103 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
4105 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
4106 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
4108 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
4109 not required for Pascal.
4111 \b The memory model is always large: functions are far, data
4112 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
4113 (Actually, some functions are near, but only those functions that
4114 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
4115 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
4116 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
4117 data declared in a Pascal program goes into the default data
4118 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
4119 when control is passed to your assembly code. The only things that
4120 do not live in the default data segment are local variables (they
4121 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
4122 data \e{pointers}, however, are far.
4124 \b The function calling convention is different - described below.
4126 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
4128 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
4129 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
4130 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
4132 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
4134 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
4135 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
4136 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
4137 used to denote the function doing the calling and the function which
4138 gets called.
4140 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
4141 after another, in normal order (left to right, so that the first
4142 argument specified to the function is pushed first).
4144 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
4145 control to the callee.
4147 \b The callee receives control, and typically (although this is not
4148 actually necessary, in functions which do not need to access their
4149 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
4150 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
4151 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
4152 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
4153 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
4154 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
4156 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
4157 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
4158 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
4159 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
4160 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
4161 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
4162 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
4164 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
4165 allocate space on the stack for local variables, which will then be
4166 accessible at negative offsets from \c{BP}.
4168 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
4169 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
4170 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
4171 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
4172 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
4173 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
4174 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
4175 places the returned string value at that location. The pointer is
4176 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
4177 \c{RETF} instruction.
4179 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
4180 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
4181 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
4182 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
4183 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
4184 to be removed from the stack as a side effect of the return
4185 instruction.
4187 \b When the caller regains control from the callee, the function
4188 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
4189 do nothing further.
4191 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
4192 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
4194 \c           global myfunc
4195 \c myfunc:   push bp
4196 \c           mov bp,sp
4197 \c           sub sp,0x40            ; 64 bytes of local stack space
4198 \c           mov bx,[bp+8]          ; first parameter to function
4199 \c           mov bx,[bp+6]          ; second parameter to function
4200 \c           ; some more code
4201 \c           mov sp,bp              ; undo "sub sp,0x40" above
4202 \c           pop bp
4203 \c           retf 4                 ; total size of params is 4
4205 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
4206 assembly code, you would do something like this:
4208 \c           extern SomeFunc
4209 \c           ; and then, further down...
4210 \c           push word seg mystring ; Now push the segment, and...
4211 \c           push word mystring     ; ... offset of "mystring"
4212 \c           push word [myint]      ; one of my variables
4213 \c           call far SomeFunc
4215 This is equivalent to the Pascal code
4217 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
4218 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
4220 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
4221 Name Restrictions
4223 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
4224 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
4225 reading and understanding the various information contained in a
4226 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
4227 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
4228 restrictions:
4230 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
4231 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
4233 \b Initialised data must be in a segment whose name is either
4234 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
4236 \b Uninitialised data must be in a segment whose name is either
4237 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
4239 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
4240 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
4242 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
4244 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
4245 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
4246 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
4247 definition ensures that functions are far (it implies
4248 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
4249 generated with an operand.
4251 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
4252 argument offsets; you must declare your function's arguments in
4253 reverse order. For example:
4255 \c %define PASCAL
4256 \c           proc _pascalproc
4257 \c %$j       arg 4
4258 \c %$i       arg
4259 \c           mov ax,[bp + %$i]
4260 \c           mov bx,[bp + %$j]
4261 \c           mov es,[bp + %$j + 2]
4262 \c           add ax,[bx]
4263 \c           endproc
4265 This defines the same routine, conceptually, as the example in
4266 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
4267 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
4268 and the contents of the pointer. The only difference between this
4269 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
4270 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
4271 reverse order.
4273 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
4275 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
4276 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
4277 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
4278 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
4279 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
4280 shared libraries.
4282 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
4283 Win32, DJGPP or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat memory
4284 model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
4285 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
4286 address space no matter what segment you work relative to, and that
4287 you should ignore all segment registers completely. When writing
4288 flat-model application code, you never need to use a segment
4289 override or modify any segment register, and the code-section
4290 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
4291 space as the data-section addresses you access your variables by and
4292 the stack-section addresses you access local variables and procedure
4293 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
4294 offset part.
4296 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
4298 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
4299 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
4300 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
4302 \S{32cunder} External Symbol Names
4304 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
4305 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
4306 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
4307 appears in the C program. However, not all of them do: the ELF
4308 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
4309 underscore on their assembly-language names.
4311 The older Linux \c{a.out} C compiler, all Win32 compilers, DJGPP,
4312 and NetBSD and FreeBSD, all use the leading underscore; for these
4313 compilers, the macros \c{cextern} and \c{cglobal}, as given in
4314 \k{16cunder}, will still work. For ELF, though, the leading
4315 underscore should not be used.
4317 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
4319 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}The C
4320 calling convention in 32-bit programs is as follows. In the
4321 following description, the words \e{caller} and \e{callee} are used
4322 to denote the function doing the calling and the function which gets
4323 called.
4325 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
4326 after another, in reverse order (right to left, so that the first
4327 argument specified to the function is pushed last).
4329 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
4330 control to the callee.
4332 \b The callee receives control, and typically (although this is not
4333 actually necessary, in functions which do not need to access their
4334 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
4335 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
4336 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
4337 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
4338 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
4339 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
4341 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
4342 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
4343 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
4344 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
4345 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
4346 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
4347 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
4348 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
4349 pushing of the parameters in reverse order means that the function
4350 knows where to find its first parameter, which tells it the number
4351 and type of the remaining ones.
4353 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
4354 allocate space on the stack for local variables, which will then be
4355 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
4357 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
4358 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
4359 of the value. Floating-point results are typically returned in
4360 \c{ST0}.
4362 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
4363 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
4364 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
4366 \b When the caller regains control from the callee, the function
4367 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
4368 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
4369 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
4370 called with the wrong number of parameters due to a prototype
4371 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
4372 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
4373 removing.
4375 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
4376 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
4377 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
4378 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
4379 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
4380 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
4381 still pushed in right-to-left order.
4383 Thus, you would define a function in C style in the following way:
4385 \c           global _myfunc
4386 \c _myfunc:  push ebp
4387 \c           mov ebp,esp
4388 \c           sub esp,0x40           ; 64 bytes of local stack space
4389 \c           mov ebx,[ebp+8]        ; first parameter to function
4390 \c           ; some more code
4391 \c           leave                  ; mov esp,ebp / pop ebp
4392 \c           ret
4394 At the other end of the process, to call a C function from your
4395 assembly code, you would do something like this:
4397 \c           extern _printf
4398 \c           ; and then, further down...
4399 \c           push dword [myint]     ; one of my integer variables
4400 \c           push dword mystring    ; pointer into my data segment
4401 \c           call _printf
4402 \c           add esp,byte 8         ; `byte' saves space
4403 \c           ; then those data items...
4404 \c           segment _DATA
4405 \c myint     dd 1234
4406 \c mystring  db 'This number -> %d <- should be 1234',10,0
4408 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
4410 \c     int myint = 1234;
4411 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
4413 \S{32cdata} Accessing Data Items
4415 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
4416 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
4417 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
4418 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
4419 accessed from assembler as
4421 \c           extern _i
4422 \c           mov eax,[_i]
4424 And to declare your own integer variable which C programs can access
4425 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
4426 the \c{_DATA} segment, if necessary):
4428 \c           global _j
4429 \c _j        dd 0
4431 To access a C array, you need to know the size of the components of
4432 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
4433 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
4434 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
4435 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
4436 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
4437 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
4438 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
4439 are also 4 bytes long.
4441 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
4442 the base of the structure to the field you are interested in. You
4443 can either do this by converting the C structure definition into a
4444 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
4445 one offset and using just that.
4447 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
4448 find out how it organises data structures. NASM gives no special
4449 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
4450 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
4451 Typically, you might find that a structure like
4453 \c struct {
4454 \c     char c;
4455 \c     int i;
4456 \c } foo;
4458 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
4459 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
4460 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
4461 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
4462 out how your own compiler does it.
4464 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
4466 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
4467 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
4468 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
4469 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
4470 the work involved in keeping track of the calling convention.
4472 An example of an assembly function using the macro set is given
4473 here:
4475 \c           proc _proc32
4476 \c %$i       arg
4477 \c %$j       arg
4478 \c           mov eax,[ebp + %$i]
4479 \c           mov ebx,[ebp + %$j]
4480 \c           add eax,[ebx]
4481 \c           endproc
4483 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
4484 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
4485 integer. It returns \c{i + *j}.
4487 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
4488 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
4489 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
4490 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
4491 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
4492 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
4493 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
4495 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
4496 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
4497 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
4499 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
4500 Libraries}
4502 ELF replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
4503 because it contains support for \i{position-independent code}
4504 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
4505 supports the ELF position-independent code features, so you can
4506 write Linux ELF shared libraries in NASM.
4508 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
4509 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
4510 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
4511 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
4513 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
4514 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
4515 of the running process. The contents of the library's code section
4516 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
4518 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
4519 this:
4521 \c           mov eax,[myvar]        ; WRONG
4523 Instead, the linker provides an area of memory called the
4524 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
4525 constant distance from your library's code, so if you can find out
4526 where your library is loaded (which is typically done using a
4527 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
4528 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
4529 linker-generated entries in the GOT.
4531 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
4532 restrictions: since the data section is writable, it has to be
4533 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
4534 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
4535 you can put ordinary types of relocation in the data section without
4536 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
4538 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
4540 Each code module in your shared library should define the GOT as an
4541 external symbol:
4543 \c           extern _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
4544 \c           extern __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
4546 At the beginning of any function in your shared library which plans
4547 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
4548 address of the GOT. This is typically done by writing the function
4549 in this form:
4551 \c func:     push ebp
4552 \c           mov ebp,esp
4553 \c           push ebx
4554 \c           call .get_GOT
4555 \c .get_GOT: pop ebx
4556 \c           add ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
4557 \c           ; the function body comes here
4558 \c           mov ebx,[ebp-4]
4559 \c           mov esp,ebp
4560 \c           pop ebp
4561 \c           ret
4563 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
4564 second leading underscore.)
4566 The first two lines of this function are simply the standard C
4567 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
4568 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
4569 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
4570 libraries use this register to store the address of the GOT.
4572 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
4573 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
4574 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
4575 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
4576 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
4577 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
4578 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
4579 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
4580 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
4581 section. (Actually, ELF encodes it as the offset from the operand
4582 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
4583 deliberately, so you do things the same way for both ELF and BSD.)
4584 So the instruction then \e{adds} the beginning of the section, to
4585 get the real address of the GOT, and subtracts the value of
4586 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
4587 that instruction has finished,
4588 \c{EBX} contains the address of the GOT.
4590 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
4591 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
4592 those three instructions into a macro and safely ignore them:
4594 \c %macro get_GOT 0
4595 \c           call %%getgot
4596 \c %%getgot: pop ebx
4597 \c           add ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
4598 \c %endmacro
4600 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
4602 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
4603 your data items. Most variables will reside in the sections you have
4604 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
4605 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
4606 way this works is like this:
4608 \c           lea eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
4610 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
4611 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
4612 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
4613 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
4615 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
4616 them, they are shared between code modules in the library, but do
4617 not get exported from the library to the program that loaded it.
4618 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
4619 can access them in the same way as local variables, using the above
4620 \c{..gotoff} mechanism.
4622 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
4623 handles this relocation type, there must be at least one non-local
4624 symbol in the same section as the address you're trying to access.
4626 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
4628 If your library needs to get at an external variable (external to
4629 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
4630 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
4631 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
4632 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
4633 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
4634 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
4635 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
4636 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
4637 you would code
4639 \c           mov eax,[ebx+extvar wrt ..got]
4641 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
4642 linker, when it builds the shared library, collects together every
4643 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
4644 has every necessary entry present.
4646 Common variables must also be accessed in this way.
4648 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
4650 If you want to export symbols to the user of the library, you have
4651 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
4652 you have to give the size of the data item. This is because the
4653 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
4654 entries for any exported functions, and also moves exported data
4655 items away from the library's data section in which they were
4656 declared.
4658 So to export a function to users of the library, you must use
4660 \c           global func:function   ; declare it as a function
4661 \c func:     push ebp
4662 \c           ; etc.
4664 And to export a data item such as an array, you would have to code
4666 \c           global array:data array.end-array ; give the size too
4667 \c array:    resd 128
4668 \c .end:
4670 Be careful: If you export a variable to the library user, by
4671 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
4672 end up living in the data section of the main program, rather than
4673 in your library's data section, where you declared it. So you will
4674 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
4675 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
4676 effectively, it has become).
4678 Equally, if you need to store the address of an exported global in
4679 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
4680 sort of code:
4682 \c dataptr:  dd global_data_item    ; WRONG
4684 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
4685 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
4686 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
4687 pointing at your data section instead of at the exported global
4688 which resides elsewhere.
4690 Instead of the above code, then, you must write
4692 \c dataptr:  dd global_data_item wrt ..sym
4694 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
4695 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
4696 at that address, rather than just relocating by section base.
4698 Either method will work for functions: referring to one of your
4699 functions by means of
4701 \c funcptr:  dd my_function
4703 will give the user the address of the code you wrote, whereas
4705 \c funcptr:  dd my_function wrt ..sym
4707 will give the address of the procedure linkage table for the
4708 function, which is where the calling program will \e{believe} the
4709 function lives. Either address is a valid way to call the function.
4711 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
4713 Calling procedures outside your shared library has to be done by
4714 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
4715 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
4716 library code can make calls to the PLT in a position-independent
4717 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
4718 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
4719 in the main program can be transparently passed off to their real
4720 destinations.
4722 To call an external routine, you must use another special PIC
4723 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
4724 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
4725 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
4726 ..plt}.
4728 \S{link} Generating the Library File
4730 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
4731 you then generate your shared library with a command such as
4733 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
4734 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
4736 For ELF, if your shared library is going to reside in system
4737 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
4738 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
4739 library file name, with a version number, into the library:
4741 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
4743 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
4744 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
4746 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
4748 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
4749 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
4750 writing operating system code such as protected-mode initialisation
4751 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
4752 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
4753 one, or jumps between different-size segments.
4755 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
4757 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
4758 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
4759 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
4760 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
4761 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
4762 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
4763 instruction you need, since everything before it can be done in pure
4764 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
4766 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
4767 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
4768 segment, so just coding, for example,
4770 \c           jmp 0x1234:0x56789ABC  ; wrong!
4772 will not work, since the offset part of the address will be
4773 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
4774 one.
4776 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
4777 generate the required instruction by coding it manually, using
4778 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
4779 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
4781 \c           jmp dword 0x1234:0x56789ABC  ; right
4783 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
4784 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
4785 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
4786 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
4787 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
4788 segment to a 32-bit one.
4790 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
4791 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
4793 \c           jmp word 0x8765:0x4321 ; 32 to 16 bit
4795 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
4796 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
4797 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
4799 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
4800 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
4802 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
4803 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
4804 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
4805 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
4806 32-bit segment, or vice versa.
4808 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
4809 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
4810 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
4811 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
4813 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
4814 the address, since any effective address containing a 32-bit
4815 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
4817 \c           mov eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
4818 \c           mov dword [fs:eax],0x11223344
4820 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
4821 instruction and a register) if you already know the precise offset
4822 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
4823 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
4824 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
4826 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
4827 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
4829 \c           mov dword [fs:dword my_offset],0x11223344
4831 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
4832 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
4833 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
4835 \c           mov dword [dword fs:my_offset],0x11223344
4837 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
4838 which controls the size of the data stored at the address, with the
4839 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
4840 address itself. The two can quite easily be different:
4842 \c           mov word [dword 0x12345678],0x9ABC
4844 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
4845 offset.
4847 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
4848 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
4850 \c           call dword far [fs:word 0x4321]
4852 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
4853 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
4854 offset), and calls that address.
4856 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
4858 The other way you might want to access data might be using the
4859 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
4860 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
4861 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
4862 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
4864 This is the purpose of NASM's \i\c{a16} and \i\c{a32} prefixes. If
4865 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
4866 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
4867 desired address into \c{ESI} and then code
4869 \c           a32 lodsb
4871 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
4872 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
4873 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
4874 corresponding \c{a16} prefix can be used.
4876 The \c{a16} and \c{a32} prefixes can be applied to any instruction
4877 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
4878 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
4879 instructions with implicit addressing: \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
4880 \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
4881 (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
4882 \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}). Also, the
4883 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
4884 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16} or \c{a32}
4885 prefixes to force a particular one of \c{SP} or \c{ESP} to be used
4886 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
4887 size from the code segment.
4889 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
4890 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
4891 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
4892 give the value of the segment register being manipulated. To force
4893 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
4894 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
4896 \c           o16 push ss
4897 \c           o16 push ds
4899 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
4900 registers into the space which would normally be consumed by pushing
4901 one.
4903 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
4904 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
4906 \C{trouble} Troubleshooting
4908 This chapter describes some of the common problems that users have
4909 been known to encounter with NASM, and answers them. It also gives
4910 instructions for reporting bugs in NASM if you find a difficulty
4911 that isn't listed here.
4913 \H{problems} Common Problems
4915 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
4917 I get a lot of `bug' reports about NASM generating inefficient, or
4918 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
4919 deliberate design feature, connected to predictability of output:
4920 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
4921 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
4922 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient
4923 form of the instruction. This isn't a bug: at worst it's a
4924 misfeature, and that's a matter of opinion only.
4926 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
4928 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
4929 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
4930 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
4931 longer.
4933 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
4934 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
4935 type of processor the code it is generating will be run on; so it
4936 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
4937 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
4938 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
4939 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
4940 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
4941 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
4942 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
4943 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
4944 instructions should be generated.
4946 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
4948 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
4949 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
4950 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
4951 sector, people who are used to MASM tend to code
4953 \c           ORG 0
4954 \c           ; some boot sector code
4955 \c           ORG 510
4956 \c           DW 0xAA55
4958 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
4959 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
4960 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
4962 \c           ORG 0
4963 \c           ; some boot sector code
4964 \c           TIMES 510-($-$$) DB 0
4965 \c           DW 0xAA55
4967 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
4968 the output to move the assembly point up to 510. This method also
4969 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
4970 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
4971 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
4972 find out what's wrong with it.
4974 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
4976 The other common problem with the above code is people who write the
4977 \c{TIMES} line as
4979 \c           TIMES 510-$ DB 0
4981 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
4982 the difference between them is also a pure number and can happily be
4983 fed to \c{TIMES}.
4985 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
4986 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
4987 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
4988 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
4989 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
4990 information back to the expression evaluator. So from the
4991 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
4992 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
4993 is also not a pure number, but involves a section base. Values
4994 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
4996 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
4997 line in the form
4999 \c           TIMES 510-($-$$) DB 0
5001 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
5002 and so their difference is a pure number. This will solve the
5003 problem and generate sensible code.
5005 \H{bugs} \i{Bugs}\I{reporting bugs}
5007 We have never yet released a version of NASM with any \e{known}
5008 bugs. That doesn't usually stop there being plenty we didn't know
5009 about, though. Any that you find should be reported to
5010 \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}.
5012 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
5013 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
5014 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
5015 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
5016 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
5017 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
5018 there.
5020 If you do report a bug, \e{please} give us all of the following
5021 information:
5023 \b What operating system you're running NASM under. DOS, Linux,
5024 NetBSD, Win16, Win32, VMS (I'd be impressed), whatever.
5026 \b If you're running NASM under DOS or Win32, tell us whether you've
5027 compiled your own executable from the DOS source archive, or whether
5028 you were using the standard distribution binaries out of the
5029 archive. If you were using a locally built executable, try to
5030 reproduce the problem using one of the standard binaries, as this
5031 will make it easier for us to reproduce your problem prior to fixing
5034 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
5035 it. Give us the precise command line, and the contents of the
5036 \c{NASM} environment variable if any.
5038 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
5039 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
5040 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
5041 got, and the exact linker command line. If the problem involves
5042 linking against object files generated by a compiler, tell us what
5043 compiler, what version, and what command line or options you used.
5044 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
5045 with the command-line version of the compiler.)
5047 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
5048 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
5049 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
5050 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
5051 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
5052 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
5053 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
5054 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
5055 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
5056 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
5057 demonstrate the problem is much easier to work with than a
5058 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
5059 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
5061 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
5062 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
5063 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
5064 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
5065 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
5066 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
5067 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
5068 generating'; `the object file produced from this source code crashes
5069 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
5070 should be 77 instead'.
5072 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
5073 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
5074 generates the same file, or whether the problem is related to
5075 portability issues between our development platforms and yours. We
5076 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
5077 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
5078 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
5079 for us.
5081 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
5082 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
5083 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
5084 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
5085 differently from us.
5087 \A{iref} Intel x86 Instruction Reference
5089 This appendix provides a complete list of the machine instructions
5090 which NASM will assemble, and a short description of the function of
5091 each one.
5093 It is not intended to be exhaustive documentation on the fine
5094 details of the instructions' function, such as which exceptions they
5095 can trigger: for such documentation, you should go to Intel's Web
5096 site, \W{http://www.intel.com}\c{http://www.intel.com}.
5098 Instead, this appendix is intended primarily to provide
5099 documentation on the way the instructions may be used within NASM.
5100 For example, looking up \c{LOOP} will tell you that NASM allows
5101 \c{CX} or \c{ECX} to be specified as an optional second argument to
5102 the \c{LOOP} instruction, to enforce which of the two possible
5103 counter registers should be used if the default is not the one
5104 desired.
5106 The instructions are not quite listed in alphabetical order, since
5107 groups of instructions with similar functions are lumped together in
5108 the same entry. Most of them don't move very far from their
5109 alphabetic position because of this.
5111 \H{iref-opr} Key to Operand Specifications
5113 The instruction descriptions in this appendix specify their operands
5114 using the following notation:
5116 \b Registers: \c{reg8} denotes an 8-bit \i{general purpose
5117 register}, \c{reg16} denotes a 16-bit general purpose register, and
5118 \c{reg32} a 32-bit one. \c{fpureg} denotes one of the eight FPU
5119 stack registers, \c{mmxreg} denotes one of the eight 64-bit MMX
5120 registers, and \c{segreg} denotes a segment register. In addition,
5121 some registers (such as \c{AL}, \c{DX} or
5122 \c{ECX}) may be specified explicitly.
5124 \b Immediate operands: \c{imm} denotes a generic \i{immediate operand}.
5125 \c{imm8}, \c{imm16} and \c{imm32} are used when the operand is
5126 intended to be a specific size. For some of these instructions, NASM
5127 needs an explicit specifier: for example, \c{ADD ESP,16} could be
5128 interpreted as either \c{ADD r/m32,imm32} or \c{ADD r/m32,imm8}.
5129 NASM chooses the former by default, and so you must specify \c{ADD
5130 ESP,BYTE 16} for the latter.
5132 \b Memory references: \c{mem} denotes a generic \i{memory reference};
5133 \c{mem8}, \c{mem16}, \c{mem32}, \c{mem64} and \c{mem80} are used
5134 when the operand needs to be a specific size. Again, a specifier is
5135 needed in some cases: \c{DEC [address]} is ambiguous and will be
5136 rejected by NASM. You must specify \c{DEC BYTE [address]}, \c{DEC
5137 WORD [address]} or \c{DEC DWORD [address]} instead.
5139 \b \i{Restricted memory references}: one form of the \c{MOV}
5140 instruction allows a memory address to be specified \e{without}
5141 allowing the normal range of register combinations and effective
5142 address processing. This is denoted by \c{memoffs8}, \c{memoffs16}
5143 and \c{memoffs32}.
5145 \b Register or memory choices: many instructions can accept either a
5146 register \e{or} a memory reference as an operand. \c{r/m8} is a
5147 shorthand for \c{reg8/mem8}; similarly \c{r/m16} and \c{r/m32}.
5148 \c{r/m64} is MMX-related, and is a shorthand for \c{mmxreg/mem64}.
5150 \H{iref-opc} Key to Opcode Descriptions
5152 This appendix also provides the opcodes which NASM will generate for
5153 each form of each instruction. The opcodes are listed in the
5154 following way:
5156 \b A hex number, such as \c{3F}, indicates a fixed byte containing
5157 that number.
5159 \b A hex number followed by \c{+r}, such as \c{C8+r}, indicates that
5160 one of the operands to the instruction is a register, and the
5161 `register value' of that register should be added to the hex number
5162 to produce the generated byte. For example, EDX has register value
5163 2, so the code \c{C8+r}, when the register operand is EDX, generates
5164 the hex byte \c{CA}. Register values for specific registers are
5165 given in \k{iref-rv}.
5167 \b A hex number followed by \c{+cc}, such as \c{40+cc}, indicates
5168 that the instruction name has a condition code suffix, and the
5169 numeric representation of the condition code should be added to the
5170 hex number to produce the generated byte. For example, the code
5171 \c{40+cc}, when the instruction contains the \c{NE} condition,
5172 generates the hex byte \c{45}. Condition codes and their numeric
5173 representations are given in \k{iref-cc}.
5175 \b A slash followed by a digit, such as \c{/2}, indicates that one
5176 of the operands to the instruction is a memory address or register
5177 (denoted \c{mem} or \c{r/m}, with an optional size). This is to be
5178 encoded as an effective address, with a \i{ModR/M byte}, an optional
5179 \i{SIB byte}, and an optional displacement, and the spare (register)
5180 field of the ModR/M byte should be the digit given (which will be
5181 from 0 to 7, so it fits in three bits). The encoding of effective
5182 addresses is given in \k{iref-ea}.
5184 \b The code \c{/r} combines the above two: it indicates that one of
5185 the operands is a memory address or \c{r/m}, and another is a
5186 register, and that an effective address should be generated with the
5187 spare (register) field in the ModR/M byte being equal to the
5188 `register value' of the register operand. The encoding of effective
5189 addresses is given in \k{iref-ea}; register values are given in
5190 \k{iref-rv}.
5192 \b The codes \c{ib}, \c{iw} and \c{id} indicate that one of the
5193 operands to the instruction is an immediate value, and that this is
5194 to be encoded as a byte, little-endian word or little-endian
5195 doubleword respectively.
5197 \b The codes \c{rb}, \c{rw} and \c{rd} indicate that one of the
5198 operands to the instruction is an immediate value, and that the
5199 \e{difference} between this value and the address of the end of the
5200 instruction is to be encoded as a byte, word or doubleword
5201 respectively. Where the form \c{rw/rd} appears, it indicates that
5202 either \c{rw} or \c{rd} should be used according to whether assembly
5203 is being performed in \c{BITS 16} or \c{BITS 32} state respectively.
5205 \b The codes \c{ow} and \c{od} indicate that one of the operands to
5206 the instruction is a reference to the contents of a memory address
5207 specified as an immediate value: this encoding is used in some forms
5208 of the \c{MOV} instruction in place of the standard
5209 effective-address mechanism. The displacement is encoded as a word
5210 or doubleword. Again, \c{ow/od} denotes that \c{ow} or \c{od} should
5211 be chosen according to the \c{BITS} setting.
5213 \b The codes \c{o16} and \c{o32} indicate that the given form of the
5214 instruction should be assembled with operand size 16 or 32 bits. In
5215 other words, \c{o16} indicates a \c{66} prefix in \c{BITS 32} state,
5216 but generates no code in \c{BITS 16} state; and \c{o32} indicates a
5217 \c{66} prefix in \c{BITS 16} state but generates nothing in \c{BITS
5218 32}.
5220 \b The codes \c{a16} and \c{a32}, similarly to \c{o16} and \c{o32},
5221 indicate the address size of the given form of the instruction.
5222 Where this does not match the \c{BITS} setting, a \c{67} prefix is
5223 required.
5225 \S{iref-rv} Register Values
5227 Where an instruction requires a register value, it is already
5228 implicit in the encoding of the rest of the instruction what type of
5229 register is intended: an 8-bit general-purpose register, a segment
5230 register, a debug register, an MMX register, or whatever. Therefore
5231 there is no problem with registers of different types sharing an
5232 encoding value.
5234 The encodings for the various classes of register are:
5236 \b 8-bit general registers: \c{AL} is 0, \c{CL} is 1, \c{DL} is 2,
5237 \c{BL} is 3, \c{AH} is 4, \c{CH} is 5, \c{DH} is 6, and \c{BH} is
5240 \b 16-bit general registers: \c{AX} is 0, \c{CX} is 1, \c{DX} is 2,
5241 \c{BX} is 3, \c{SP} is 4, \c{BP} is 5, \c{SI} is 6, and \c{DI} is 7.
5243 \b 32-bit general registers: \c{EAX} is 0, \c{ECX} is 1, \c{EDX} is
5244 2, \c{EBX} is 3, \c{ESP} is 4, \c{EBP} is 5, \c{ESI} is 6, and
5245 \c{EDI} is 7.
5247 \b \i{Segment registers}: \c{ES} is 0, \c{CS} is 1, \c{SS} is 2, \c{DS}
5248 is 3, \c{FS} is 4, and \c{GS} is 5.
5250 \b \I{floating-point, registers}{Floating-point registers}: \c{ST0}
5251 is 0, \c{ST1} is 1, \c{ST2} is 2, \c{ST3} is 3, \c{ST4} is 4,
5252 \c{ST5} is 5, \c{ST6} is 6, and \c{ST7} is 7.
5254 \b 64-bit \i{MMX registers}: \c{MM0} is 0, \c{MM1} is 1, \c{MM2} is 2,
5255 \c{MM3} is 3, \c{MM4} is 4, \c{MM5} is 5, \c{MM6} is 6, and \c{MM7}
5256 is 7.
5258 \b \i{Control registers}: \c{CR0} is 0, \c{CR2} is 2, \c{CR3} is 3,
5259 and \c{CR4} is 4.
5261 \b \i{Debug registers}: \c{DR0} is 0, \c{DR1} is 1, \c{DR2} is 2,
5262 \c{DR3} is 3, \c{DR6} is 6, and \c{DR7} is 7.
5264 \b \i{Test registers}: \c{TR3} is 3, \c{TR4} is 4, \c{TR5} is 5,
5265 \c{TR6} is 6, and \c{TR7} is 7.
5267 (Note that wherever a register name contains a number, that number
5268 is also the register value for that register.)
5270 \S{iref-cc} \i{Condition Codes}
5272 The available condition codes are given here, along with their
5273 numeric representations as part of opcodes. Many of these condition
5274 codes have synonyms, so several will be listed at a time.
5276 In the following descriptions, the word `either', when applied to two
5277 possible trigger conditions, is used to mean `either or both'. If
5278 `either but not both' is meant, the phrase `exactly one of' is used.
5280 \b \c{O} is 0 (trigger if the overflow flag is set); \c{NO} is 1.
5282 \b \c{B}, \c{C} and \c{NAE} are 2 (trigger if the carry flag is
5283 set); \c{AE}, \c{NB} and \c{NC} are 3.
5285 \b \c{E} and \c{Z} are 4 (trigger if the zero flag is set); \c{NE}
5286 and \c{NZ} are 5.
5288 \b \c{BE} and \c{NA} are 6 (trigger if either of the carry or zero
5289 flags is set); \c{A} and \c{NBE} are 7.
5291 \b \c{S} is 8 (trigger if the sign flag is set); \c{NS} is 9.
5293 \b \c{P} and \c{PE} are 10 (trigger if the parity flag is set);
5294 \c{NP} and \c{PO} are 11.
5296 \b \c{L} and \c{NGE} are 12 (trigger if exactly one of the sign and
5297 overflow flags is set); \c{GE} and \c{NL} are 13.
5299 \b \c{LE} and \c{NG} are 14 (trigger if either the zero flag is set,
5300 or exactly one of the sign and overflow flags is set); \c{G} and
5301 \c{NLE} are 15.
5303 Note that in all cases, the sense of a condition code may be
5304 reversed by changing the low bit of the numeric representation.
5306 \S{iref-ea} Effective Address Encoding: \i{ModR/M} and \i{SIB}
5308 An \i{effective address} is encoded in up to three parts: a ModR/M
5309 byte, an optional SIB byte, and an optional byte, word or doubleword
5310 displacement field.
5312 The ModR/M byte consists of three fields: the \c{mod} field, ranging
5313 from 0 to 3, in the upper two bits of the byte, the \c{r/m} field,
5314 ranging from 0 to 7, in the lower three bits, and the spare
5315 (register) field in the middle (bit 3 to bit 5). The spare field is
5316 not relevant to the effective address being encoded, and either
5317 contains an extension to the instruction opcode or the register
5318 value of another operand.
5320 The ModR/M system can be used to encode a direct register reference
5321 rather than a memory access. This is always done by setting the
5322 \c{mod} field to 3 and the \c{r/m} field to the register value of
5323 the register in question (it must be a general-purpose register, and
5324 the size of the register must already be implicit in the encoding of
5325 the rest of the instruction). In this case, the SIB byte and
5326 displacement field are both absent.
5328 In 16-bit addressing mode (either \c{BITS 16} with no \c{67} prefix,
5329 or \c{BITS 32} with a \c{67} prefix), the SIB byte is never used.
5330 The general rules for \c{mod} and \c{r/m} (there is an exception,
5331 given below) are:
5333 \b The \c{mod} field gives the length of the displacement field: 0
5334 means no displacement, 1 means one byte, and 2 means two bytes.
5336 \b The \c{r/m} field encodes the combination of registers to be
5337 added to the displacement to give the accessed address: 0 means
5338 \c{BX+SI}, 1 means \c{BX+DI}, 2 means \c{BP+SI}, 3 means \c{BP+DI},
5339 4 means \c{SI} only, 5 means \c{DI} only, 6 means \c{BP} only, and 7
5340 means \c{BX} only.
5342 However, there is a special case:
5344 \b If \c{mod} is 0 and \c{r/m} is 6, the effective address encoded
5345 is not \c{[BP]} as the above rules would suggest, but instead
5346 \c{[disp16]}: the displacement field is present and is two bytes
5347 long, and no registers are added to the displacement.
5349 Therefore the effective address \c{[BP]} cannot be encoded as
5350 efficiently as \c{[BX]}; so if you code \c{[BP]} in a program, NASM
5351 adds a notional 8-bit zero displacement, and sets \c{mod} to 1,
5352 \c{r/m} to 6, and the one-byte displacement field to 0.
5354 In 32-bit addressing mode (either \c{BITS 16} with a \c{67} prefix,
5355 or \c{BITS 32} with no \c{67} prefix) the general rules (again,
5356 there are exceptions) for \c{mod} and \c{r/m} are:
5358 \b The \c{mod} field gives the length of the displacement field: 0
5359 means no displacement, 1 means one byte, and 2 means four bytes.
5361 \b If only one register is to be added to the displacement, and it
5362 is not \c{ESP}, the \c{r/m} field gives its register value, and the
5363 SIB byte is absent. If the \c{r/m} field is 4 (which would encode
5364 \c{ESP}), the SIB byte is present and gives the combination and
5365 scaling of registers to be added to the displacement.
5367 If the SIB byte is present, it describes the combination of
5368 registers (an optional base register, and an optional index register
5369 scaled by multiplication by 1, 2, 4 or 8) to be added to the
5370 displacement. The SIB byte is divided into the \c{scale} field, in
5371 the top two bits, the \c{index} field in the next three, and the
5372 \c{base} field in the bottom three. The general rules are:
5374 \b The \c{base} field encodes the register value of the base
5375 register.
5377 \b The \c{index} field encodes the register value of the index
5378 register, unless it is 4, in which case no index register is used
5379 (so \c{ESP} cannot be used as an index register).
5381 \b The \c{scale} field encodes the multiplier by which the index
5382 register is scaled before adding it to the base and displacement: 0
5383 encodes a multiplier of 1, 1 encodes 2, 2 encodes 4 and 3 encodes 8.
5385 The exceptions to the 32-bit encoding rules are:
5387 \b If \c{mod} is 0 and \c{r/m} is 5, the effective address encoded
5388 is not \c{[EBP]} as the above rules would suggest, but instead
5389 \c{[disp32]}: the displacement field is present and is four bytes
5390 long, and no registers are added to the displacement.
5392 \b If \c{mod} is 0, \c{r/m} is 4 (meaning the SIB byte is present)
5393 and \c{base} is 4, the effective address encoded is not
5394 \c{[EBP+index]} as the above rules would suggest, but instead
5395 \c{[disp32+index]}: the displacement field is present and is four
5396 bytes long, and there is no base register (but the index register is
5397 still processed in the normal way).
5399 \H{iref-flg} Key to Instruction Flags
5401 Given along with each instruction in this appendix is a set of
5402 flags, denoting the type of the instruction. The types are as follows:
5404 \b \c{8086}, \c{186}, \c{286}, \c{386}, \c{486}, \c{PENT} and \c{P6}
5405 denote the lowest processor type that supports the instruction. Most
5406 instructions run on all processors above the given type; those that
5407 do not are documented. The Pentium II contains no additional
5408 instructions beyond the P6 (Pentium Pro); from the point of view of
5409 its instruction set, it can be thought of as a P6 with MMX
5410 capability.
5412 \b \c{CYRIX} indicates that the instruction is specific to Cyrix
5413 processors, for example the extra MMX instructions in the Cyrix
5414 extended MMX instruction set.
5416 \b \c{FPU} indicates that the instruction is a floating-point one,
5417 and will only run on machines with a coprocessor (automatically
5418 including 486DX, Pentium and above).
5420 \b \c{MMX} indicates that the instruction is an MMX one, and will
5421 run on MMX-capable Pentium processors and the Pentium II.
5423 \b \c{PRIV} indicates that the instruction is a protected-mode
5424 management instruction. Many of these may only be used in protected
5425 mode, or only at privilege level zero.
5427 \b \c{UNDOC} indicates that the instruction is an undocumented one,
5428 and not part of the official Intel Architecture; it may or may not
5429 be supported on any given machine.
5431 \H{insAAA} \i\c{AAA}, \i\c{AAS}, \i\c{AAM}, \i\c{AAD}: ASCII
5432 Adjustments
5434 \c AAA                           ; 37                   [8086]
5436 \c AAS                           ; 3F                   [8086]
5438 \c AAD                           ; D5 0A                [8086]
5439 \c AAD imm                       ; D5 ib                [8086]
5441 \c AAM                           ; D4 0A                [8086]
5442 \c AAM imm                       ; D4 ib                [8086]
5444 These instructions are used in conjunction with the add, subtract,
5445 multiply and divide instructions to perform binary-coded decimal
5446 arithmetic in \e{unpacked} (one BCD digit per byte - easy to
5447 translate to and from ASCII, hence the instruction names) form.
5448 There are also packed BCD instructions \c{DAA} and \c{DAS}: see
5449 \k{insDAA}.
5451 \c{AAA} should be used after a one-byte \c{ADD} instruction whose
5452 destination was the \c{AL} register: by means of examining the value
5453 in the low nibble of \c{AL} and also the auxiliary carry flag
5454 \c{AF}, it determines whether the addition has overflowed, and
5455 adjusts it (and sets the carry flag) if so. You can add long BCD
5456 strings together by doing \c{ADD}/\c{AAA} on the low digits, then
5457 doing \c{ADC}/\c{AAA} on each subsequent digit.
5459 \c{AAS} works similarly to \c{AAA}, but is for use after \c{SUB}
5460 instructions rather than \c{ADD}.
5462 \c{AAM} is for use after you have multiplied two decimal digits
5463 together and left the result in \c{AL}: it divides \c{AL} by ten and
5464 stores the quotient in \c{AH}, leaving the remainder in \c{AL}. The
5465 divisor 10 can be changed by specifying an operand to the
5466 instruction: a particularly handy use of this is \c{AAM 16}, causing
5467 the two nibbles in \c{AL} to be separated into \c{AH} and \c{AL}.
5469 \c{AAD} performs the inverse operation to \c{AAM}: it multiplies
5470 \c{AH} by ten, adds it to \c{AL}, and sets \c{AH} to zero. Again,
5471 the multiplier 10 can be changed.
5473 \H{insADC} \i\c{ADC}: Add with Carry
5475 \c ADC r/m8,reg8                 ; 10 /r                [8086]
5476 \c ADC r/m16,reg16               ; o16 11 /r            [8086]
5477 \c ADC r/m32,reg32               ; o32 11 /r            [386]
5479 \c ADC reg8,r/m8                 ; 12 /r                [8086]
5480 \c ADC reg16,r/m16               ; o16 13 /r            [8086]
5481 \c ADC reg32,r/m32               ; o32 13 /r            [386]
5483 \c ADC r/m8,imm8                 ; 80 /2 ib             [8086]
5484 \c ADC r/m16,imm16               ; o16 81 /2 iw         [8086]
5485 \c ADC r/m32,imm32               ; o32 81 /2 id         [386]
5487 \c ADC r/m16,imm8                ; o16 83 /2 ib         [8086]
5488 \c ADC r/m32,imm8                ; o32 83 /2 ib         [386]
5490 \c ADC AL,imm8                   ; 14 ib                [8086]
5491 \c ADC AX,imm16                  ; o16 15 iw            [8086]
5492 \c ADC EAX,imm32                 ; o32 15 id            [386]
5494 \c{ADC} performs integer addition: it adds its two operands
5495 together, plus the value of the carry flag, and leaves the result in
5496 its destination (first) operand. The flags are set according to the
5497 result of the operation: in particular, the carry flag is affected
5498 and can be used by a subsequent \c{ADC} instruction.
5500 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
5501 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
5502 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
5503 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
5504 form of the instruction.
5506 To add two numbers without also adding the contents of the carry
5507 flag, use \c{ADD} (\k{insADD}).
5509 \H{insADD} \i\c{ADD}: Add Integers
5511 \c ADD r/m8,reg8                 ; 00 /r                [8086]
5512 \c ADD r/m16,reg16               ; o16 01 /r            [8086]
5513 \c ADD r/m32,reg32               ; o32 01 /r            [386]
5515 \c ADD reg8,r/m8                 ; 02 /r                [8086]
5516 \c ADD reg16,r/m16               ; o16 03 /r            [8086]
5517 \c ADD reg32,r/m32               ; o32 03 /r            [386]
5519 \c ADD r/m8,imm8                 ; 80 /0 ib             [8086]
5520 \c ADD r/m16,imm16               ; o16 81 /0 iw         [8086]
5521 \c ADD r/m32,imm32               ; o32 81 /0 id         [386]
5523 \c ADD r/m16,imm8                ; o16 83 /0 ib         [8086]
5524 \c ADD r/m32,imm8                ; o32 83 /0 ib         [386]
5526 \c ADD AL,imm8                   ; 04 ib                [8086]
5527 \c ADD AX,imm16                  ; o16 05 iw            [8086]
5528 \c ADD EAX,imm32                 ; o32 05 id            [386]
5530 \c{ADD} performs integer addition: it adds its two operands
5531 together, and leaves the result in its destination (first) operand.
5532 The flags are set according to the result of the operation: in
5533 particular, the carry flag is affected and can be used by a
5534 subsequent \c{ADC} instruction (\k{insADC}).
5536 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
5537 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
5538 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
5539 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
5540 form of the instruction.
5542 \H{insAND} \i\c{AND}: Bitwise AND
5544 \c AND r/m8,reg8                 ; 20 /r                [8086]
5545 \c AND r/m16,reg16               ; o16 21 /r            [8086]
5546 \c AND r/m32,reg32               ; o32 21 /r            [386]
5548 \c AND reg8,r/m8                 ; 22 /r                [8086]
5549 \c AND reg16,r/m16               ; o16 23 /r            [8086]
5550 \c AND reg32,r/m32               ; o32 23 /r            [386]
5552 \c AND r/m8,imm8                 ; 80 /4 ib             [8086]
5553 \c AND r/m16,imm16               ; o16 81 /4 iw         [8086]
5554 \c AND r/m32,imm32               ; o32 81 /4 id         [386]
5556 \c AND r/m16,imm8                ; o16 83 /4 ib         [8086]
5557 \c AND r/m32,imm8                ; o32 83 /4 ib         [386]
5559 \c AND AL,imm8                   ; 24 ib                [8086]
5560 \c AND AX,imm16                  ; o16 25 iw            [8086]
5561 \c AND EAX,imm32                 ; o32 25 id            [386]
5563 \c{AND} performs a bitwise AND operation between its two operands
5564 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if the corresponding
5565 bits of the two inputs were both 1), and stores the result in the
5566 destination (first) operand.
5568 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
5569 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
5570 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
5571 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
5572 form of the instruction.
5574 The MMX instruction \c{PAND} (see \k{insPAND}) performs the same
5575 operation on the 64-bit MMX registers.
5577 \H{insARPL} \i\c{ARPL}: Adjust RPL Field of Selector
5579 \c ARPL r/m16,reg16              ; 63 /r                [286,PRIV]
5581 \c{ARPL} expects its two word operands to be segment selectors. It
5582 adjusts the RPL (requested privilege level - stored in the bottom
5583 two bits of the selector) field of the destination (first) operand
5584 to ensure that it is no less (i.e. no more privileged than) the RPL
5585 field of the source operand. The zero flag is set if and only if a
5586 change had to be made.
5588 \H{insBOUND} \i\c{BOUND}: Check Array Index against Bounds
5590 \c BOUND reg16,mem               ; o16 62 /r            [186]
5591 \c BOUND reg32,mem               ; o32 62 /r            [386]
5593 \c{BOUND} expects its second operand to point to an area of memory
5594 containing two signed values of the same size as its first operand
5595 (i.e. two words for the 16-bit form; two doublewords for the 32-bit
5596 form). It performs two signed comparisons: if the value in the
5597 register passed as its first operand is less than the first of the
5598 in-memory values, or is greater than or equal to the second, it
5599 throws a BR exception. Otherwise, it does nothing.
5601 \H{insBSF} \i\c{BSF}, \i\c{BSR}: Bit Scan
5603 \c BSF reg16,r/m16               ; o16 0F BC /r         [386]
5604 \c BSF reg32,r/m32               ; o32 0F BC /r         [386]
5606 \c BSR reg16,r/m16               ; o16 0F BD /r         [386]
5607 \c BSR reg32,r/m32               ; o32 0F BD /r         [386]
5609 \c{BSF} searches for a set bit in its source (second) operand,
5610 starting from the bottom, and if it finds one, stores the index in
5611 its destination (first) operand. If no set bit is found, the
5612 contents of the destination operand are undefined.
5614 \c{BSR} performs the same function, but searches from the top
5615 instead, so it finds the most significant set bit.
5617 Bit indices are from 0 (least significant) to 15 or 31 (most
5618 significant).
5620 \H{insBSWAP} \i\c{BSWAP}: Byte Swap
5622 \c BSWAP reg32                   ; o32 0F C8+r          [486]
5624 \c{BSWAP} swaps the order of the four bytes of a 32-bit register:
5625 bits 0-7 exchange places with bits 24-31, and bits 8-15 swap with
5626 bits 16-23. There is no explicit 16-bit equivalent: to byte-swap
5627 \c{AX}, \c{BX}, \c{CX} or \c{DX}, \c{XCHG} can be used.
5629 \H{insBT} \i\c{BT}, \i\c{BTC}, \i\c{BTR}, \i\c{BTS}: Bit Test
5631 \c BT r/m16,reg16                ; o16 0F A3 /r         [386]
5632 \c BT r/m32,reg32                ; o32 0F A3 /r         [386]
5633 \c BT r/m16,imm8                 ; o16 0F BA /4 ib      [386]
5634 \c BT r/m32,imm8                 ; o32 0F BA /4 ib      [386]
5636 \c BTC r/m16,reg16               ; o16 0F BB /r         [386]
5637 \c BTC r/m32,reg32               ; o32 0F BB /r         [386]
5638 \c BTC r/m16,imm8                ; o16 0F BA /7 ib      [386]
5639 \c BTC r/m32,imm8                ; o32 0F BA /7 ib      [386]
5641 \c BTR r/m16,reg16               ; o16 0F B3 /r         [386]
5642 \c BTR r/m32,reg32               ; o32 0F B3 /r         [386]
5643 \c BTR r/m16,imm8                ; o16 0F BA /6 ib      [386]
5644 \c BTR r/m32,imm8                ; o32 0F BA /6 ib      [386]
5646 \c BTS r/m16,reg16               ; o16 0F AB /r         [386]
5647 \c BTS r/m32,reg32               ; o32 0F AB /r         [386]
5648 \c BTS r/m16,imm                 ; o16 0F BA /5 ib      [386]
5649 \c BTS r/m32,imm                 ; o32 0F BA /5 ib      [386]
5651 These instructions all test one bit of their first operand, whose
5652 index is given by the second operand, and store the value of that
5653 bit into the carry flag. Bit indices are from 0 (least significant)
5654 to 15 or 31 (most significant).
5656 In addition to storing the original value of the bit into the carry
5657 flag, \c{BTR} also resets (clears) the bit in the operand itself.
5658 \c{BTS} sets the bit, and \c{BTC} complements the bit. \c{BT} does
5659 not modify its operands.
5661 The bit offset should be no greater than the size of the operand.
5663 \H{insCALL} \i\c{CALL}: Call Subroutine
5665 \c CALL imm                      ; E8 rw/rd             [8086]
5666 \c CALL imm:imm16                ; o16 9A iw iw         [8086]
5667 \c CALL imm:imm32                ; o32 9A id iw         [386]
5668 \c CALL FAR mem16                ; o16 FF /3            [8086]
5669 \c CALL FAR mem32                ; o32 FF /3            [386]
5670 \c CALL r/m16                    ; o16 FF /2            [8086]
5671 \c CALL r/m32                    ; o32 FF /2            [386]
5673 \c{CALL} calls a subroutine, by means of pushing the current
5674 instruction pointer (\c{IP}) and optionally \c{CS} as well on the
5675 stack, and then jumping to a given address.
5677 \c{CS} is pushed as well as \c{IP} if and only if the call is a far
5678 call, i.e. a destination segment address is specified in the
5679 instruction. The forms involving two colon-separated arguments are
5680 far calls; so are the \c{CALL FAR mem} forms.
5682 You can choose between the two immediate \i{far call} forms (\c{CALL
5683 imm:imm}) by the use of the \c{WORD} and \c{DWORD} keywords: \c{CALL
5684 WORD 0x1234:0x5678}) or \c{CALL DWORD 0x1234:0x56789abc}.
5686 The \c{CALL FAR mem} forms execute a far call by loading the
5687 destination address out of memory. The address loaded consists of 16
5688 or 32 bits of offset (depending on the operand size), and 16 bits of
5689 segment. The operand size may be overridden using \c{CALL WORD FAR
5690 mem} or \c{CALL DWORD FAR mem}.
5692 The \c{CALL r/m} forms execute a \i{near call} (within the same
5693 segment), loading the destination address out of memory or out of a
5694 register. The keyword \c{NEAR} may be specified, for clarity, in
5695 these forms, but is not necessary. Again, operand size can be
5696 overridden using \c{CALL WORD mem} or \c{CALL DWORD mem}.
5698 As a convenience, NASM does not require you to call a far procedure
5699 symbol by coding the cumbersome \c{CALL SEG routine:routine}, but
5700 instead allows the easier synonym \c{CALL FAR routine}.
5702 The \c{CALL r/m} forms given above are near calls; NASM will accept
5703 the \c{NEAR} keyword (e.g. \c{CALL NEAR [address]}), even though it
5704 is not strictly necessary.
5706 \H{insCBW} \i\c{CBW}, \i\c{CWD}, \i\c{CDQ}, \i\c{CWDE}: Sign Extensions
5708 \c CBW                           ; o16 98               [8086]
5709 \c CWD                           ; o16 99               [8086]
5710 \c CDQ                           ; o32 99               [386]
5711 \c CWDE                          ; o32 98               [386]
5713 All these instructions sign-extend a short value into a longer one,
5714 by replicating the top bit of the original value to fill the
5715 extended one.
5717 \c{CBW} extends \c{AL} into \c{AX} by repeating the top bit of
5718 \c{AL} in every bit of \c{AH}. \c{CWD} extends \c{AX} into \c{DX:AX}
5719 by repeating the top bit of \c{AX} throughout \c{DX}. \c{CWDE}
5720 extends \c{AX} into \c{EAX}, and \c{CDQ} extends \c{EAX} into
5721 \c{EDX:EAX}.
5723 \H{insCLC} \i\c{CLC}, \i\c{CLD}, \i\c{CLI}, \i\c{CLTS}: Clear Flags
5725 \c CLC                           ; F8                   [8086]
5726 \c CLD                           ; FC                   [8086]
5727 \c CLI                           ; FA                   [8086]
5728 \c CLTS                          ; 0F 06                [286,PRIV]
5730 These instructions clear various flags. \c{CLC} clears the carry
5731 flag; \c{CLD} clears the direction flag; \c{CLI} clears the
5732 interrupt flag (thus disabling interrupts); and \c{CLTS} clears the
5733 task-switched (\c{TS}) flag in \c{CR0}.
5735 To set the carry, direction, or interrupt flags, use the \c{STC},
5736 \c{STD} and \c{STI} instructions (\k{insSTC}). To invert the carry
5737 flag, use \c{CMC} (\k{insCMC}).
5739 \H{insCMC} \i\c{CMC}: Complement Carry Flag
5741 \c CMC                           ; F5                   [8086]
5743 \c{CMC} changes the value of the carry flag: if it was 0, it sets it
5744 to 1, and vice versa.
5746 \H{insCMOVcc} \i\c{CMOVcc}: Conditional Move
5748 \c CMOVcc reg16,r/m16            ; o16 0F 40+cc /r      [P6]
5749 \c CMOVcc reg32,r/m32            ; o32 0F 40+cc /r      [P6]
5751 \c{CMOV} moves its source (second) operand into its destination
5752 (first) operand if the given condition code is satisfied; otherwise
5753 it does nothing.
5755 For a list of condition codes, see \k{iref-cc}.
5757 Although the \c{CMOV} instructions are flagged \c{P6} above, they
5758 may not be supported by all Pentium Pro processors; the \c{CPUID}
5759 instruction (\k{insCPUID}) will return a bit which indicates whether
5760 conditional moves are supported.
5762 \H{insCMP} \i\c{CMP}: Compare Integers
5764 \c CMP r/m8,reg8                 ; 38 /r                [8086]
5765 \c CMP r/m16,reg16               ; o16 39 /r            [8086]
5766 \c CMP r/m32,reg32               ; o32 39 /r            [386]
5768 \c CMP reg8,r/m8                 ; 3A /r                [8086]
5769 \c CMP reg16,r/m16               ; o16 3B /r            [8086]
5770 \c CMP reg32,r/m32               ; o32 3B /r            [386]
5772 \c CMP r/m8,imm8                 ; 80 /0 ib             [8086]
5773 \c CMP r/m16,imm16               ; o16 81 /0 iw         [8086]
5774 \c CMP r/m32,imm32               ; o32 81 /0 id         [386]
5776 \c CMP r/m16,imm8                ; o16 83 /0 ib         [8086]
5777 \c CMP r/m32,imm8                ; o32 83 /0 ib         [386]
5779 \c CMP AL,imm8                   ; 3C ib                [8086]
5780 \c CMP AX,imm16                  ; o16 3D iw            [8086]
5781 \c CMP EAX,imm32                 ; o32 3D id            [386]
5783 \c{CMP} performs a `mental' subtraction of its second operand from
5784 its first operand, and affects the flags as if the subtraction had
5785 taken place, but does not store the result of the subtraction
5786 anywhere.
5788 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
5789 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
5790 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
5791 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
5792 form of the instruction.
5794 \H{insCMPSB} \i\c{CMPSB}, \i\c{CMPSW}, \i\c{CMPSD}: Compare Strings
5796 \c CMPSB                         ; A6                   [8086]
5797 \c CMPSW                         ; o16 A7               [8086]
5798 \c CMPSD                         ; o32 A7               [386]
5800 \c{CMPSB} compares the byte at \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} with the
5801 byte at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}, and sets the flags accordingly.
5802 It then increments or decrements (depending on the direction flag:
5803 increments if the flag is clear, decrements if it is set) \c{SI} and
5804 \c{DI} (or \c{ESI} and \c{EDI}).
5806 The registers used are \c{SI} and \c{DI} if the address size is 16
5807 bits, and \c{ESI} and \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use
5808 an address size not equal to the current \c{BITS} setting, you can
5809 use an explicit \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
5811 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
5812 overridden by using a segment register name as a prefix (for
5813 example, \c{es cmpsb}). The use of \c{ES} for the load from \c{[DI]}
5814 or \c{[EDI]} cannot be overridden.
5816 \c{CMPSW} and \c{CMPSD} work in the same way, but they compare a
5817 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
5818 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
5820 The \c{REPE} and \c{REPNE} prefixes (equivalently, \c{REPZ} and
5821 \c{REPNZ}) may be used to repeat the instruction up to \c{CX} (or
5822 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times until the
5823 first unequal or equal byte is found.
5825 \H{insCMPXCHG} \i\c{CMPXCHG}, \i\c{CMPXCHG486}: Compare and Exchange
5827 \c CMPXCHG r/m8,reg8             ; 0F B0 /r             [PENT]
5828 \c CMPXCHG r/m16,reg16           ; o16 0F B1 /r         [PENT]
5829 \c CMPXCHG r/m32,reg32           ; o32 0F B1 /r         [PENT]
5831 \c CMPXCHG486 r/m8,reg8          ; 0F A6 /r             [486,UNDOC]
5832 \c CMPXCHG486 r/m16,reg16        ; o16 0F A7 /r         [486,UNDOC]
5833 \c CMPXCHG486 r/m32,reg32        ; o32 0F A7 /r         [486,UNDOC]
5835 These two instructions perform exactly the same operation; however,
5836 apparently some (not all) 486 processors support it under a
5837 non-standard opcode, so NASM provides the undocumented
5838 \c{CMPXCHG486} form to generate the non-standard opcode.
5840 \c{CMPXCHG} compares its destination (first) operand to the value in
5841 \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} (depending on the size of the
5842 instruction). If they are equal, it copies its source (second)
5843 operand into the destination and sets the zero flag. Otherwise, it
5844 clears the zero flag and leaves the destination alone.
5846 \c{CMPXCHG} is intended to be used for atomic operations in
5847 multitasking or multiprocessor environments. To safely update a
5848 value in shared memory, for example, you might load the value into
5849 \c{EAX}, load the updated value into \c{EBX}, and then execute the
5850 instruction \c{lock cmpxchg [value],ebx}. If \c{value} has not
5851 changed since being loaded, it is updated with your desired new
5852 value, and the zero flag is set to let you know it has worked. (The
5853 \c{LOCK} prefix prevents another processor doing anything in the
5854 middle of this operation: it guarantees atomicity.) However, if
5855 another processor has modified the value in between your load and
5856 your attempted store, the store does not happen, and you are
5857 notified of the failure by a cleared zero flag, so you can go round
5858 and try again.
5860 \H{insCMPXCHG8B} \i\c{CMPXCHG8B}: Compare and Exchange Eight Bytes
5862 \c CMPXCHG8B mem                 ; 0F C7 /1             [PENT]
5864 This is a larger and more unwieldy version of \c{CMPXCHG}: it
5865 compares the 64-bit (eight-byte) value stored at \c{[mem]} with the
5866 value in \c{EDX:EAX}. If they are equal, it sets the zero flag and
5867 stores \c{ECX:EBX} into the memory area. If they are unequal, it
5868 clears the zero flag and leaves the memory area untouched.
5870 \H{insCPUID} \i\c{CPUID}: Get CPU Identification Code
5872 \c CPUID                         ; 0F A2                [PENT]
5874 \c{CPUID} returns various information about the processor it is
5875 being executed on. It fills the four registers \c{EAX}, \c{EBX},
5876 \c{ECX} and \c{EDX} with information, which varies depending on the
5877 input contents of \c{EAX}.
5879 \c{CPUID} also acts as a barrier to serialise instruction execution:
5880 executing the \c{CPUID} instruction guarantees that all the effects
5881 (memory modification, flag modification, register modification) of
5882 previous instructions have been completed before the next
5883 instruction gets fetched.
5885 The information returned is as follows:
5887 \b If \c{EAX} is zero on input, \c{EAX} on output holds the maximum
5888 acceptable input value of \c{EAX}, and \c{EBX:EDX:ECX} contain the
5889 string \c{"GenuineIntel"} (or not, if you have a clone processor).
5890 That is to say, \c{EBX} contains \c{"Genu"} (in NASM's own sense of
5891 character constants, described in \k{chrconst}), \c{EDX} contains
5892 \c{"ineI"} and \c{ECX} contains \c{"ntel"}.
5894 \b If \c{EAX} is one on input, \c{EAX} on output contains version
5895 information about the processor, and \c{EDX} contains a set of
5896 feature flags, showing the presence and absence of various features.
5897 For example, bit 8 is set if the \c{CMPXCHG8B} instruction
5898 (\k{insCMPXCHG8B}) is supported, bit 15 is set if the conditional
5899 move instructions (\k{insCMOVcc} and \k{insFCMOVB}) are supported,
5900 and bit 23 is set if MMX instructions are supported.
5902 \b If \c{EAX} is two on input, \c{EAX}, \c{EBX}, \c{ECX} and \c{EDX}
5903 all contain information about caches and TLBs (Translation Lookahead
5904 Buffers).
5906 For more information on the data returned from \c{CPUID}, see the
5907 documentation on Intel's web site.
5909 \H{insDAA} \i\c{DAA}, \i\c{DAS}: Decimal Adjustments
5911 \c DAA                           ; 27                   [8086]
5912 \c DAS                           ; 2F                   [8086]
5914 These instructions are used in conjunction with the add and subtract
5915 instructions to perform binary-coded decimal arithmetic in
5916 \e{packed} (one BCD digit per nibble) form. For the unpacked
5917 equivalents, see \k{insAAA}.
5919 \c{DAA} should be used after a one-byte \c{ADD} instruction whose
5920 destination was the \c{AL} register: by means of examining the value
5921 in the \c{AL} and also the auxiliary carry flag \c{AF}, it
5922 determines whether either digit of the addition has overflowed, and
5923 adjusts it (and sets the carry and auxiliary-carry flags) if so. You
5924 can add long BCD strings together by doing \c{ADD}/\c{DAA} on the
5925 low two digits, then doing \c{ADC}/\c{DAA} on each subsequent pair
5926 of digits.
5928 \c{DAS} works similarly to \c{DAA}, but is for use after \c{SUB}
5929 instructions rather than \c{ADD}.
5931 \H{insDEC} \i\c{DEC}: Decrement Integer
5933 \c DEC reg16                     ; o16 48+r             [8086]
5934 \c DEC reg32                     ; o32 48+r             [386]
5935 \c DEC r/m8                      ; FE /1                [8086]
5936 \c DEC r/m16                     ; o16 FF /1            [8086]
5937 \c DEC r/m32                     ; o32 FF /1            [386]
5939 \c{DEC} subtracts 1 from its operand. It does \e{not} affect the
5940 carry flag: to affect the carry flag, use \c{SUB something,1} (see
5941 \k{insSUB}). See also \c{INC} (\k{insINC}).
5943 \H{insDIV} \i\c{DIV}: Unsigned Integer Divide
5945 \c DIV r/m8                      ; F6 /6                [8086]
5946 \c DIV r/m16                     ; o16 F7 /6            [8086]
5947 \c DIV r/m32                     ; o32 F7 /6            [386]
5949 \c{DIV} performs unsigned integer division. The explicit operand
5950 provided is the divisor; the dividend and destination operands are
5951 implicit, in the following way:
5953 \b For \c{DIV r/m8}, \c{AX} is divided by the given operand; the
5954 quotient is stored in \c{AL} and the remainder in \c{AH}.
5956 \b For \c{DIV r/m16}, \c{DX:AX} is divided by the given operand; the
5957 quotient is stored in \c{AX} and the remainder in \c{DX}.
5959 \b For \c{DIV r/m32}, \c{EDX:EAX} is divided by the given operand;
5960 the quotient is stored in \c{EAX} and the remainder in \c{EDX}.
5962 Signed integer division is performed by the \c{IDIV} instruction:
5963 see \k{insIDIV}.
5965 \H{insEMMS} \i\c{EMMS}: Empty MMX State
5967 \c EMMS                          ; 0F 77                [PENT,MMX]
5969 \c{EMMS} sets the FPU tag word (marking which floating-point
5970 registers are available) to all ones, meaning all registers are
5971 available for the FPU to use. It should be used after executing MMX
5972 instructions and before executing any subsequent floating-point
5973 operations.
5975 \H{insENTER} \i\c{ENTER}: Create Stack Frame
5977 \c ENTER imm,imm                 ; C8 iw ib             [186]
5979 \c{ENTER} constructs a stack frame for a high-level language
5980 procedure call. The first operand (the \c{iw} in the opcode
5981 definition above refers to the first operand) gives the amount of
5982 stack space to allocate for local variables; the second (the \c{ib}
5983 above) gives the nesting level of the procedure (for languages like
5984 Pascal, with nested procedures).
5986 The function of \c{ENTER}, with a nesting level of zero, is
5987 equivalent to
5989 \c           PUSH EBP            ; or PUSH BP         in 16 bits
5990 \c           MOV EBP,ESP         ; or MOV BP,SP       in 16 bits
5991 \c           SUB ESP,operand1    ; or SUB SP,operand1 in 16 bits
5993 This creates a stack frame with the procedure parameters accessible
5994 upwards from \c{EBP}, and local variables accessible downwards from
5995 \c{EBP}.
5997 With a nesting level of one, the stack frame created is 4 (or 2)
5998 bytes bigger, and the value of the final frame pointer \c{EBP} is
5999 accessible in memory at \c{[EBP-4]}.
6001 This allows \c{ENTER}, when called with a nesting level of two, to
6002 look at the stack frame described by the \e{previous} value of
6003 \c{EBP}, find the frame pointer at offset -4 from that, and push it
6004 along with its new frame pointer, so that when a level-two procedure
6005 is called from within a level-one procedure, \c{[EBP-4]} holds the
6006 frame pointer of the most recent level-one procedure call and
6007 \c{[EBP-8]} holds that of the most recent level-two call. And so on,
6008 for nesting levels up to 31.
6010 Stack frames created by \c{ENTER} can be destroyed by the \c{LEAVE}
6011 instruction: see \k{insLEAVE}.
6013 \H{insF2XM1} \i\c{F2XM1}: Calculate 2**X-1
6015 \c F2XM1                         ; D9 F0                [8086,FPU]
6017 \c{F2XM1} raises 2 to the power of \c{ST0}, subtracts one, and
6018 stores the result back into \c{ST0}. The initial contents of \c{ST0}
6019 must be a number in the range -1 to +1.
6021 \H{insFABS} \i\c{FABS}: Floating-Point Absolute Value
6023 \c FABS                          ; D9 E1                [8086,FPU]
6025 \c{FABS} computes the absolute value of \c{ST0}, storing the result
6026 back in \c{ST0}.
6028 \H{insFADD} \i\c{FADD}, \i\c{FADDP}: Floating-Point Addition
6030 \c FADD mem32                    ; D8 /0                [8086,FPU]
6031 \c FADD mem64                    ; DC /0                [8086,FPU]
6033 \c FADD fpureg                   ; D8 C0+r              [8086,FPU]
6034 \c FADD ST0,fpureg               ; D8 C0+r              [8086,FPU]
6036 \c FADD TO fpureg                ; DC C0+r              [8086,FPU]
6037 \c FADD fpureg,ST0               ; DC C0+r              [8086,FPU]
6039 \c FADDP fpureg                  ; DE C0+r              [8086,FPU]
6040 \c FADDP fpureg,ST0              ; DE C0+r              [8086,FPU]
6042 \c{FADD}, given one operand, adds the operand to \c{ST0} and stores
6043 the result back in \c{ST0}. If the operand has the \c{TO} modifier,
6044 the result is stored in the register given rather than in \c{ST0}.
6046 \c{FADDP} performs the same function as \c{FADD TO}, but pops the
6047 register stack after storing the result.
6049 The given two-operand forms are synonyms for the one-operand forms.
6051 \H{insFBLD} \i\c{FBLD}, \i\c{FBSTP}: BCD Floating-Point Load and Store
6053 \c FBLD mem80                    ; DF /4                [8086,FPU]
6054 \c FBSTP mem80                   ; DF /6                [8086,FPU]
6056 \c{FBLD} loads an 80-bit (ten-byte) packed binary-coded decimal
6057 number from the given memory address, converts it to a real, and
6058 pushes it on the register stack. \c{FBSTP} stores the value of
6059 \c{ST0}, in packed BCD, at the given address and then pops the
6060 register stack.
6062 \H{insFCHS} \i\c{FCHS}: Floating-Point Change Sign
6064 \c FCHS                          ; D9 E0                [8086,FPU]
6066 \c{FCHS} negates the number in \c{ST0}: negative numbers become
6067 positive, and vice versa.
6069 \H{insFCLEX} \i\c{FCLEX}, \{FNCLEX}: Clear Floating-Point Exceptions
6071 \c FCLEX                         ; 9B DB E2             [8086,FPU]
6072 \c FNCLEX                        ; DB E2                [8086,FPU]
6074 \c{FCLEX} clears any floating-point exceptions which may be pending.
6075 \c{FNCLEX} does the same thing but doesn't wait for previous
6076 floating-point operations (including the \e{handling} of pending
6077 exceptions) to finish first.
6079 \H{insFCMOVB} \i\c{FCMOVcc}: Floating-Point Conditional Move
6081 \c FCMOVB fpureg                 ; DA C0+r              [P6,FPU]
6082 \c FCMOVB ST0,fpureg             ; DA C0+r              [P6,FPU]
6084 \c FCMOVBE fpureg                ; DA D0+r              [P6,FPU]
6085 \c FCMOVBE ST0,fpureg            ; DA D0+r              [P6,FPU]
6087 \c FCMOVE fpureg                 ; DA C8+r              [P6,FPU]
6088 \c FCMOVE ST0,fpureg             ; DA C8+r              [P6,FPU]
6090 \c FCMOVNB fpureg                ; DB C0+r              [P6,FPU]
6091 \c FCMOVNB ST0,fpureg            ; DB C0+r              [P6,FPU]
6093 \c FCMOVNBE fpureg               ; DB D0+r              [P6,FPU]
6094 \c FCMOVNBE ST0,fpureg           ; DB D0+r              [P6,FPU]
6096 \c FCMOVNE fpureg                ; DB C8+r              [P6,FPU]
6097 \c FCMOVNE ST0,fpureg            ; DB C8+r              [P6,FPU]
6099 \c FCMOVNU fpureg                ; DB D8+r              [P6,FPU]
6100 \c FCMOVNU ST0,fpureg            ; DB D8+r              [P6,FPU]
6102 \c FCMOVU fpureg                 ; DA D8+r              [P6,FPU]
6103 \c FCMOVU ST0,fpureg             ; DA D8+r              [P6,FPU]
6105 The \c{FCMOV} instructions perform conditional move operations: each
6106 of them moves the contents of the given register into \c{ST0} if its
6107 condition is satisfied, and does nothing if not.
6109 The conditions are not the same as the standard condition codes used
6110 with conditional jump instructions. The conditions \c{B}, \c{BE},
6111 \c{NB}, \c{NBE}, \c{E} and \c{NE} are exactly as normal, but none of
6112 the other standard ones are supported. Instead, the condition \c{U}
6113 and its counterpart \c{NU} are provided; the \c{U} condition is
6114 satisfied if the last two floating-point numbers compared were
6115 \e{unordered}, i.e. they were not equal but neither one could be
6116 said to be greater than the other, for example if they were NaNs.
6117 (The flag state which signals this is the setting of the parity
6118 flag: so the \c{U} condition is notionally equivalent to \c{PE}, and
6119 \c{NU} is equivalent to \c{PO}.)
6121 The \c{FCMOV} conditions test the main processor's status flags, not
6122 the FPU status flags, so using \c{FCMOV} directly after \c{FCOM}
6123 will not work. Instead, you should either use \c{FCOMI} which writes
6124 directly to the main CPU flags word, or use \c{FSTSW} to extract the
6125 FPU flags.
6127 Although the \c{FCMOV} instructions are flagged \c{P6} above, they
6128 may not be supported by all Pentium Pro processors; the \c{CPUID}
6129 instruction (\k{insCPUID}) will return a bit which indicates whether
6130 conditional moves are supported.
6132 \H{insFCOM} \i\c{FCOM}, \i\c{FCOMP}, \i\c{FCOMPP}, \i\c{FCOMI}, \i\c{FCOMIP}: Floating-Point Compare
6134 \c FCOM mem32                    ; D8 /2                [8086,FPU]
6135 \c FCOM mem64                    ; DC /2                [8086,FPU]
6136 \c FCOM fpureg                   ; D8 D0+r              [8086,FPU]
6137 \c FCOM ST0,fpureg               ; D8 D0+r              [8086,FPU]
6139 \c FCOMP mem32                   ; D8 /3                [8086,FPU]
6140 \c FCOMP mem64                   ; DC /3                [8086,FPU]
6141 \c FCOMP fpureg                  ; D8 D8+r              [8086,FPU]
6142 \c FCOMP ST0,fpureg              ; D8 D8+r              [8086,FPU]
6144 \c FCOMPP                        ; DE D9                [8086,FPU]
6146 \c FCOMI fpureg                  ; DB F0+r              [P6,FPU]
6147 \c FCOMI ST0,fpureg              ; DB F0+r              [P6,FPU]
6149 \c FCOMIP fpureg                 ; DF F0+r              [P6,FPU]
6150 \c FCOMIP ST0,fpureg             ; DF F0+r              [P6,FPU]
6152 \c{FCOM} compares \c{ST0} with the given operand, and sets the FPU
6153 flags accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
6154 comparison, so that the carry flag is set (for a `less-than' result)
6155 if \c{ST0} is less than the given operand.
6157 \c{FCOMP} does the same as \c{FCOM}, but pops the register stack
6158 afterwards. \c{FCOMPP} compares \c{ST0} with \c{ST1} and then pops
6159 the register stack twice.
6161 \c{FCOMI} and \c{FCOMIP} work like the corresponding forms of
6162 \c{FCOM} and \c{FCOMP}, but write their results directly to the CPU
6163 flags register rather than the FPU status word, so they can be
6164 immediately followed by conditional jump or conditional move
6165 instructions.
6167 The \c{FCOM} instructions differ from the \c{FUCOM} instructions
6168 (\k{insFUCOM}) only in the way they handle quiet NaNs: \c{FUCOM}
6169 will handle them silently and set the condition code flags to an
6170 `unordered' result, whereas \c{FCOM} will generate an exception.
6172 \H{insFCOS} \i\c{FCOS}: Cosine
6174 \c FCOS                          ; D9 FF                [386,FPU]
6176 \c{FCOS} computes the cosine of \c{ST0} (in radians), and stores the
6177 result in \c{ST0}. See also \c{FSINCOS} (\k{insFSIN}).
6179 \H{insFDECSTP} \i\c{FDECSTP}: Decrement Floating-Point Stack Pointer
6181 \c FDECSTP                       ; D9 F6                [8086,FPU]
6183 \c{FDECSTP} decrements the `top' field in the floating-point status
6184 word. This has the effect of rotating the FPU register stack by one,
6185 as if the contents of \c{ST7} had been pushed on the stack. See also
6186 \c{FINCSTP} (\k{insFINCSTP}).
6188 \H{insFDISI} \i\c{FxDISI}, \i\c{FxENI}: Disable and Enable Floating-Point Interrupts
6190 \c FDISI                         ; 9B DB E1             [8086,FPU]
6191 \c FNDISI                        ; DB E1                [8086,FPU]
6193 \c FENI                          ; 9B DB E0             [8086,FPU]
6194 \c FNENI                         ; DB E0                [8086,FPU]
6196 \c{FDISI} and \c{FENI} disable and enable floating-point interrupts.
6197 These instructions are only meaningful on original 8087 processors:
6198 the 287 and above treat them as no-operation instructions.
6200 \c{FNDISI} and \c{FNENI} do the same thing as \c{FDISI} and \c{FENI}
6201 respectively, but without waiting for the floating-point processor
6202 to finish what it was doing first.
6204 \H{insFDIV} \i\c{FDIV}, \i\c{FDIVP}, \i\c{FDIVR}, \i\c{FDIVRP}: Floating-Point Division
6206 \c FDIV mem32                    ; D8 /6                [8086,FPU]
6207 \c FDIV mem64                    ; DC /6                [8086,FPU]
6209 \c FDIV fpureg                   ; D8 F0+r              [8086,FPU]
6210 \c FDIV ST0,fpureg               ; D8 F0+r              [8086,FPU]
6212 \c FDIV TO fpureg                ; DC F8+r              [8086,FPU]
6213 \c FDIV fpureg,ST0               ; DC F8+r              [8086,FPU]
6215 \c FDIVR mem32                   ; D8 /0                [8086,FPU]
6216 \c FDIVR mem64                   ; DC /0                [8086,FPU]
6218 \c FDIVR fpureg                  ; D8 F8+r              [8086,FPU]
6219 \c FDIVR ST0,fpureg              ; D8 F8+r              [8086,FPU]
6221 \c FDIVR TO fpureg               ; DC F0+r              [8086,FPU]
6222 \c FDIVR fpureg,ST0              ; DC F0+r              [8086,FPU]
6224 \c FDIVP fpureg                  ; DE F8+r              [8086,FPU]
6225 \c FDIVP fpureg,ST0              ; DE F8+r              [8086,FPU]
6227 \c FDIVRP fpureg                 ; DE F0+r              [8086,FPU]
6228 \c FDIVRP fpureg,ST0             ; DE F0+r              [8086,FPU]
6230 \c{FDIV} divides \c{ST0} by the given operand and stores the result
6231 back in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is given, in which case
6232 it divides the given operand by \c{ST0} and stores the result in the
6233 operand.
6235 \c{FDIVR} does the same thing, but does the division the other way
6236 up: so if \c{TO} is not given, it divides the given operand by
6237 \c{ST0} and stores the result in \c{ST0}, whereas if \c{TO} is given
6238 it divides \c{ST0} by its operand and stores the result in the
6239 operand.
6241 \c{FDIVP} operates like \c{FDIV TO}, but pops the register stack
6242 once it has finished. \c{FDIVRP} operates like \c{FDIVR TO}, but
6243 pops the register stack once it has finished.
6245 \H{insFFREE} \i\c{FFREE}: Flag Floating-Point Register as Unused
6247 \c FFREE fpureg                  ; DD C0+r              [8086,FPU]
6249 \c{FFREE} marks the given register as being empty.
6251 \H{insFIADD} \i\c{FIADD}: Floating-Point/Integer Addition
6253 \c FIADD mem16                   ; DE /0                [8086,FPU]
6254 \c FIADD mem32                   ; DA /0                [8086,FPU]
6256 \c{FIADD} adds the 16-bit or 32-bit integer stored in the given
6257 memory location to \c{ST0}, storing the result in \c{ST0}.
6259 \H{insFICOM} \i\c{FICOM}, \i\c{FICOMP}: Floating-Point/Integer Compare
6261 \c FICOM mem16                   ; DE /2                [8086,FPU]
6262 \c FICOM mem32                   ; DA /2                [8086,FPU]
6264 \c FICOMP mem16                  ; DE /3                [8086,FPU]
6265 \c FICOMP mem32                  ; DA /3                [8086,FPU]
6267 \c{FICOM} compares \c{ST0} with the 16-bit or 32-bit integer stored
6268 in the given memory location, and sets the FPU flags accordingly.
6269 \c{FICOMP} does the same, but pops the register stack afterwards.
6271 \H{insFIDIV} \i\c{FIDIV}, \i\c{FIDIVR}: Floating-Point/Integer Division
6273 \c FIDIV mem16                   ; DE /6                [8086,FPU]
6274 \c FIDIV mem32                   ; DA /6                [8086,FPU]
6276 \c FIDIVR mem16                  ; DE /0                [8086,FPU]
6277 \c FIDIVR mem32                  ; DA /0                [8086,FPU]
6279 \c{FIDIV} divides \c{ST0} by the 16-bit or 32-bit integer stored in
6280 the given memory location, and stores the result in \c{ST0}.
6281 \c{FIDIVR} does the division the other way up: it divides the
6282 integer by \c{ST0}, but still stores the result in \c{ST0}.
6284 \H{insFILD} \i\c{FILD}, \i\c{FIST}, \i\c{FISTP}: Floating-Point/Integer Conversion
6286 \c FILD mem16                    ; DF /0                [8086,FPU]
6287 \c FILD mem32                    ; DB /0                [8086,FPU]
6288 \c FILD mem64                    ; DF /5                [8086,FPU]
6290 \c FIST mem16                    ; DF /2                [8086,FPU]
6291 \c FIST mem32                    ; DB /2                [8086,FPU]
6293 \c FISTP mem16                   ; DF /3                [8086,FPU]
6294 \c FISTP mem32                   ; DB /3                [8086,FPU]
6295 \c FISTP mem64                   ; DF /0                [8086,FPU]
6297 \c{FILD} loads an integer out of a memory location, converts it to a
6298 real, and pushes it on the FPU register stack. \c{FIST} converts
6299 \c{ST0} to an integer and stores that in memory; \c{FISTP} does the
6300 same as \c{FIST}, but pops the register stack afterwards.
6302 \H{insFIMUL} \i\c{FIMUL}: Floating-Point/Integer Multiplication
6304 \c FIMUL mem16                   ; DE /1                [8086,FPU]
6305 \c FIMUL mem32                   ; DA /1                [8086,FPU]
6307 \c{FIMUL} multiplies \c{ST0} by the 16-bit or 32-bit integer stored
6308 in the given memory location, and stores the result in \c{ST0}.
6310 \H{insFINCSTP} \i\c{FINCSTP}: Increment Floating-Point Stack Pointer
6312 \c FINCSTP                       ; D9 F7                [8086,FPU]
6314 \c{FINCSTP} increments the `top' field in the floating-point status
6315 word. This has the effect of rotating the FPU register stack by one,
6316 as if the register stack had been popped; however, unlike the
6317 popping of the stack performed by many FPU instructions, it does not
6318 flag the new \c{ST7} (previously \c{ST0}) as empty. See also
6319 \c{FDECSTP} (\k{insFDECSTP}).
6321 \H{insFINIT} \i\c{FINIT}, \i\c{FNINIT}: Initialise Floating-Point Unit
6323 \c FINIT                         ; 9B DB E3             [8086,FPU]
6324 \c FNINIT                        ; DB E3                [8086,FPU]
6326 \c{FINIT} initialises the FPU to its default state. It flags all
6327 registers as empty, though it does not actually change their values.
6328 \c{FNINIT} does the same, without first waiting for pending
6329 exceptions to clear.
6331 \H{insFISUB} \i\c{FISUB}: Floating-Point/Integer Subtraction
6333 \c FISUB mem16                   ; DE /4                [8086,FPU]
6334 \c FISUB mem32                   ; DA /4                [8086,FPU]
6336 \c FISUBR mem16                  ; DE /5                [8086,FPU]
6337 \c FISUBR mem32                  ; DA /5                [8086,FPU]
6339 \c{FISUB} subtracts the 16-bit or 32-bit integer stored in the given
6340 memory location from \c{ST0}, and stores the result in \c{ST0}.
6341 \c{FISUBR} does the subtraction the other way round, i.e. it
6342 subtracts \c{ST0} from the given integer, but still stores the
6343 result in \c{ST0}.
6345 \H{insFLD} \i\c{FLD}: Floating-Point Load
6347 \c FLD mem32                     ; D9 /0                [8086,FPU]
6348 \c FLD mem64                     ; DD /0                [8086,FPU]
6349 \c FLD mem80                     ; DB /5                [8086,FPU]
6350 \c FLD fpureg                    ; D9 C0+r              [8086,FPU]
6352 \c{FLD} loads a floating-point value out of the given register or
6353 memory location, and pushes it on the FPU register stack.
6355 \H{insFLD1} \i\c{FLDxx}: Floating-Point Load Constants
6357 \c FLD1                          ; D9 E8                [8086,FPU]
6358 \c FLDL2E                        ; D9 EA                [8086,FPU]
6359 \c FLDL2T                        ; D9 E9                [8086,FPU]
6360 \c FLDLG2                        ; D9 EC                [8086,FPU]
6361 \c FLDLN2                        ; D9 ED                [8086,FPU]
6362 \c FLDPI                         ; D9 EB                [8086,FPU]
6363 \c FLDZ                          ; D9 EE                [8086,FPU]
6365 These instructions push specific standard constants on the FPU
6366 register stack. \c{FLD1} pushes the value 1; \c{FLDL2E} pushes the
6367 base-2 logarithm of e; \c{FLDL2T} pushes the base-2 log of 10;
6368 \c{FLDLG2} pushes the base-10 log of 2; \c{FLDLN2} pushes the base-e
6369 log of 2; \c{FLDPI} pushes pi; and \c{FLDZ} pushes zero.
6371 \H{insFLDCW} \i\c{FLDCW}: Load Floating-Point Control Word
6373 \c FLDCW mem16                   ; D9 /5                [8086,FPU]
6375 \c{FLDCW} loads a 16-bit value out of memory and stores it into the
6376 FPU control word (governing things like the rounding mode, the
6377 precision, and the exception masks). See also \c{FSTCW}
6378 (\k{insFSTCW}).
6380 \H{insFLDENV} \i\c{FLDENV}: Load Floating-Point Environment
6382 \c FLDENV mem                    ; D9 /4                [8086,FPU]
6384 \c{FLDENV} loads the FPU operating environment (control word, status
6385 word, tag word, instruction pointer, data pointer and last opcode)
6386 from memory. The memory area is 14 or 28 bytes long, depending on
6387 the CPU mode at the time. See also \c{FSTENV} (\k{insFSTENV}).
6389 \H{insFMUL} \i\c{FMUL}, \i\c{FMULP}: Floating-Point Multiply
6391 \c FMUL mem32                    ; D8 /1                [8086,FPU]
6392 \c FMUL mem64                    ; DC /1                [8086,FPU]
6394 \c FMUL fpureg                   ; D8 C8+r              [8086,FPU]
6395 \c FMUL ST0,fpureg               ; D8 C8+r              [8086,FPU]
6397 \c FMUL TO fpureg                ; DC C8+r              [8086,FPU]
6398 \c FMUL fpureg,ST0               ; DC C8+r              [8086,FPU]
6400 \c FMULP fpureg                  ; DE C8+r              [8086,FPU]
6401 \c FMULP fpureg,ST0              ; DE C8+r              [8086,FPU]
6403 \c{FMUL} multiplies \c{ST0} by the given operand, and stores the
6404 result in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is used in which case
6405 it stores the result in the operand. \c{FMULP} performs the same
6406 operation as \c{FMUL TO}, and then pops the register stack.
6408 \H{insFNOP} \i\c{FNOP}: Floating-Point No Operation
6410 \c FNOP                          ; D9 D0                [8086,FPU]
6412 \c{FNOP} does nothing.
6414 \H{insFPATAN} \i\c{FPATAN}, \i\c{FPTAN}: Arctangent and Tangent
6416 \c FPATAN                        ; D9 F3                [8086,FPU]
6417 \c FPTAN                         ; D9 F2                [8086,FPU]
6419 \c{FPATAN} computes the arctangent, in radians, of the result of
6420 dividing \c{ST1} by \c{ST0}, stores the result in \c{ST1}, and pops
6421 the register stack. It works like the C \c{atan2} function, in that
6422 changing the sign of both \c{ST0} and \c{ST1} changes the output
6423 value by pi (so it performs true rectangular-to-polar coordinate
6424 conversion, with \c{ST1} being the Y coordinate and \c{ST0} being
6425 the X coordinate, not merely an arctangent).
6427 \c{FPTAN} computes the tangent of the value in \c{ST0} (in radians),
6428 and stores the result back into \c{ST0}.
6430 \H{insFPREM} \i\c{FPREM}, \i\c{FPREM1}: Floating-Point Partial Remainder
6432 \c FPREM                         ; D9 F8                [8086,FPU]
6433 \c FPREM1                        ; D9 F5                [386,FPU]
6435 These instructions both produce the remainder obtained by dividing
6436 \c{ST0} by \c{ST1}. This is calculated, notionally, by dividing
6437 \c{ST0} by \c{ST1}, rounding the result to an integer, multiplying
6438 by \c{ST1} again, and computing the value which would need to be
6439 added back on to the result to get back to the original value in
6440 \c{ST0}.
6442 The two instructions differ in the way the notional round-to-integer
6443 operation is performed. \c{FPREM} does it by rounding towards zero,
6444 so that the remainder it returns always has the same sign as the
6445 original value in \c{ST0}; \c{FPREM1} does it by rounding to the
6446 nearest integer, so that the remainder always has at most half the
6447 magnitude of \c{ST1}.
6449 Both instructions calculate \e{partial} remainders, meaning that
6450 they may not manage to provide the final result, but might leave
6451 intermediate results in \c{ST0} instead. If this happens, they will
6452 set the C2 flag in the FPU status word; therefore, to calculate a
6453 remainder, you should repeatedly execute \c{FPREM} or \c{FPREM1}
6454 until C2 becomes clear.
6456 \H{insFRNDINT} \i\c{FRNDINT}: Floating-Point Round to Integer
6458 \c FRNDINT                       ; D9 FC                [8086,FPU]
6460 \c{FRNDINT} rounds the contents of \c{ST0} to an integer, according
6461 to the current rounding mode set in the FPU control word, and stores
6462 the result back in \c{ST0}.
6464 \H{insFRSTOR} \i\c{FSAVE}, \i\c{FRSTOR}: Save/Restore Floating-Point State
6466 \c FSAVE mem                     ; 9B DD /6             [8086,FPU]
6467 \c FNSAVE mem                    ; DD /6                [8086,FPU]
6469 \c FRSTOR mem                    ; DD /4                [8086,FPU]
6471 \c{FSAVE} saves the entire floating-point unit state, including all
6472 the information saved by \c{FSTENV} (\k{insFSTENV}) plus the
6473 contents of all the registers, to a 94 or 108 byte area of memory
6474 (depending on the CPU mode). \c{FRSTOR} restores the floating-point
6475 state from the same area of memory.
6477 \c{FNSAVE} does the same as \c{FSAVE}, without first waiting for
6478 pending floating-point exceptions to clear.
6480 \H{insFSCALE} \i\c{FSCALE}: Scale Floating-Point Value by Power of Two
6482 \c FSCALE                        ; D9 FD                [8086,FPU]
6484 \c{FSCALE} scales a number by a power of two: it rounds \c{ST1}
6485 towards zero to obtain an integer, then multiplies \c{ST0} by two to
6486 the power of that integer, and stores the result in \c{ST0}.
6488 \H{insFSETPM} \i\c{FSETPM}: Set Protected Mode
6490 \c FSETPM                        ; DB E4                [286,FPU]
6492 This instruction initalises protected mode on the 287 floating-point
6493 coprocessor. It is only meaningful on that processor: the 387 and
6494 above treat the instruction as a no-operation.
6496 \H{insFSIN} \i\c{FSIN}, \i\c{FSINCOS}: Sine and Cosine
6498 \c FSIN                          ; D9 FE                [386,FPU]
6499 \c FSINCOS                       ; D9 FB                [386,FPU]
6501 \c{FSIN} calculates the sine of \c{ST0} (in radians) and stores the
6502 result in \c{ST0}. \c{FSINCOS} does the same, but then pushes the
6503 cosine of the same value on the register stack, so that the sine
6504 ends up in \c{ST1} and the cosine in \c{ST0}. \c{FSINCOS} is faster
6505 than executing \c{FSIN} and \c{FCOS} (see \k{insFCOS}) in
6506 succession.
6508 \H{insFSQRT} \i\c{FSQRT}: Floating-Point Square Root
6510 \c FSQRT                         ; D9 FA                [8086,FPU]
6512 \c{FSQRT} calculates the square root of \c{ST0} and stores the
6513 result in \c{ST0}.
6515 \H{insFST} \i\c{FST}, \i\c{FSTP}: Floating-Point Store
6517 \c FST mem32                     ; D9 /2                [8086,FPU]
6518 \c FST mem64                     ; DD /2                [8086,FPU]
6519 \c FST fpureg                    ; DD D0+r              [8086,FPU]
6521 \c FSTP mem32                    ; D9 /3                [8086,FPU]
6522 \c FSTP mem64                    ; DD /3                [8086,FPU]
6523 \c FSTP mem80                    ; DB /0                [8086,FPU]
6524 \c FSTP fpureg                   ; DD D8+r              [8086,FPU]
6526 \c{FST} stores the value in \c{ST0} into the given memory location
6527 or other FPU register. \c{FSTP} does the same, but then pops the
6528 register stack.
6530 \H{insFSTCW} \i\c{FSTCW}: Store Floating-Point Control Word
6532 \c FSTCW mem16                   ; 9B D9 /0             [8086,FPU]
6533 \c FNSTCW mem16                  ; D9 /0                [8086,FPU]
6535 \c{FSTCW} stores the FPU control word (governing things like the
6536 rounding mode, the precision, and the exception masks) into a 2-byte
6537 memory area. See also \c{FLDCW} (\k{insFLDCW}).
6539 \c{FNSTCW} does the same thing as \c{FSTCW}, without first waiting
6540 for pending floating-point exceptions to clear.
6542 \H{insFSTENV} \i\c{FSTENV}: Store Floating-Point Environment
6544 \c FSTENV mem                    ; 9B D9 /6             [8086,FPU]
6545 \c FNSTENV mem                   ; D9 /6                [8086,FPU]
6547 \c{FSTENV} stores the FPU operating environment (control word,
6548 status word, tag word, instruction pointer, data pointer and last
6549 opcode) into memory. The memory area is 14 or 28 bytes long,
6550 depending on the CPU mode at the time. See also \c{FLDENV}
6551 (\k{insFLDENV}).
6553 \c{FNSTENV} does the same thing as \c{FSTENV}, without first waiting
6554 for pending floating-point exceptions to clear.
6556 \H{insFSTSW} \i\c{FSTSW}: Store Floating-Point Status Word
6558 \c FSTSW mem16                   ; 9B DD /0             [8086,FPU]
6559 \c FSTSW AX                      ; 9B DF E0             [286,FPU]
6561 \c FNSTSW mem16                  ; DD /0                [8086,FPU]
6562 \c FNSTSW AX                     ; DF E0                [286,FPU]
6564 \c{FSTSW} stores the FPU status word into \c{AX} or into a 2-byte
6565 memory area.
6567 \c{FNSTSW} does the same thing as \c{FSTSW}, without first waiting
6568 for pending floating-point exceptions to clear.
6570 \H{insFSUB} \i\c{FSUB}, \i\c{FSUBP}, \i\c{FSUBR}, \i\c{FSUBRP}: Floating-Point Subtract
6572 \c FSUB mem32                    ; D8 /4                [8086,FPU]
6573 \c FSUB mem64                    ; DC /4                [8086,FPU]
6575 \c FSUB fpureg                   ; D8 E0+r              [8086,FPU]
6576 \c FSUB ST0,fpureg               ; D8 E0+r              [8086,FPU]
6578 \c FSUB TO fpureg                ; DC E8+r              [8086,FPU]
6579 \c FSUB fpureg,ST0               ; DC E8+r              [8086,FPU]
6581 \c FSUBR mem32                   ; D8 /5                [8086,FPU]
6582 \c FSUBR mem64                   ; DC /5                [8086,FPU]
6584 \c FSUBR fpureg                  ; D8 E8+r              [8086,FPU]
6585 \c FSUBR ST0,fpureg              ; D8 E8+r              [8086,FPU]
6587 \c FSUBR TO fpureg               ; DC E0+r              [8086,FPU]
6588 \c FSUBR fpureg,ST0              ; DC E0+r              [8086,FPU]
6590 \c FSUBP fpureg                  ; DE E8+r              [8086,FPU]
6591 \c FSUBP fpureg,ST0              ; DE E8+r              [8086,FPU]
6593 \c FSUBRP fpureg                 ; DE E0+r              [8086,FPU]
6594 \c FSUBRP fpureg,ST0             ; DE E0+r              [8086,FPU]
6596 \c{FSUB} subtracts the given operand from \c{ST0} and stores the
6597 result back in \c{ST0}, unless the \c{TO} qualifier is given, in
6598 which case it subtracts \c{ST0} from the given operand and stores
6599 the result in the operand.
6601 \c{FSUBR} does the same thing, but does the subtraction the other way
6602 up: so if \c{TO} is not given, it subtracts \c{ST0} from the given
6603 operand and stores the result in \c{ST0}, whereas if \c{TO} is given
6604 it subtracts its operand from \c{ST0} and stores the result in the
6605 operand.
6607 \c{FSUBP} operates like \c{FSUB TO}, but pops the register stack
6608 once it has finished. \c{FSUBRP} operates like \c{FSUBR TO}, but
6609 pops the register stack once it has finished.
6611 \H{insFTST} \i\c{FTST}: Test \c{ST0} Against Zero
6613 \c FTST                          ; D9 E4                [8086,FPU]
6615 \c{FTST} compares \c{ST0} with zero and sets the FPU flags
6616 accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
6617 comparison, so that a `less-than' result is generated if \c{ST0} is
6618 negative.
6620 \H{insFUCOM} \i\c{FUCOMxx}: Floating-Point Unordered Compare
6622 \c FUCOM fpureg                  ; DD E0+r              [386,FPU]
6623 \c FUCOM ST0,fpureg              ; DD E0+r              [386,FPU]
6625 \c FUCOMP fpureg                 ; DD E8+r              [386,FPU]
6626 \c FUCOMP ST0,fpureg             ; DD E8+r              [386,FPU]
6628 \c FUCOMPP                       ; DA E9                [386,FPU]
6630 \c FUCOMI fpureg                 ; DB E8+r              [P6,FPU]
6631 \c FUCOMI ST0,fpureg             ; DB E8+r              [P6,FPU]
6633 \c FUCOMIP fpureg                ; DF E8+r              [P6,FPU]
6634 \c FUCOMIP ST0,fpureg            ; DF E8+r              [P6,FPU]
6636 \c{FUCOM} compares \c{ST0} with the given operand, and sets the FPU
6637 flags accordingly. \c{ST0} is treated as the left-hand side of the
6638 comparison, so that the carry flag is set (for a `less-than' result)
6639 if \c{ST0} is less than the given operand.
6641 \c{FUCOMP} does the same as \c{FUCOM}, but pops the register stack
6642 afterwards. \c{FUCOMPP} compares \c{ST0} with \c{ST1} and then pops
6643 the register stack twice.
6645 \c{FUCOMI} and \c{FUCOMIP} work like the corresponding forms of
6646 \c{FUCOM} and \c{FUCOMP}, but write their results directly to the CPU
6647 flags register rather than the FPU status word, so they can be
6648 immediately followed by conditional jump or conditional move
6649 instructions.
6651 The \c{FUCOM} instructions differ from the \c{FCOM} instructions
6652 (\k{insFCOM}) only in the way they handle quiet NaNs: \c{FUCOM} will
6653 handle them silently and set the condition code flags to an
6654 `unordered' result, whereas \c{FCOM} will generate an exception.
6656 \H{insFXAM} \i\c{FXAM}: Examine Class of Value in \c{ST0}
6658 \c FXAM                          ; D9 E5                [8086,FPU]
6660 \c{FXAM} sets the FPU flags C3, C2 and C0 depending on the type of
6661 value stored in \c{ST0}: 000 (respectively) for an unsupported
6662 format, 001 for a NaN, 010 for a normal finite number, 011 for an
6663 infinity, 100 for a zero, 101 for an empty register, and 110 for a
6664 denormal. It also sets the C1 flag to the sign of the number.
6666 \H{insFXCH} \i\c{FXCH}: Floating-Point Exchange
6668 \c FXCH                          ; D9 C9                [8086,FPU]
6669 \c FXCH fpureg                   ; D9 C8+r              [8086,FPU]
6670 \c FXCH fpureg,ST0               ; D9 C8+r              [8086,FPU]
6671 \c FXCH ST0,fpureg               ; D9 C8+r              [8086,FPU]
6673 \c{FXCH} exchanges \c{ST0} with a given FPU register. The no-operand
6674 form exchanges \c{ST0} with \c{ST1}.
6676 \H{insFXTRACT} \i\c{FXTRACT}: Extract Exponent and Significand
6678 \c FXTRACT                       ; D9 F4                [8086,FPU]
6680 \c{FXTRACT} separates the number in \c{ST0} into its exponent and
6681 significand (mantissa), stores the exponent back into \c{ST0}, and
6682 then pushes the significand on the register stack (so that the
6683 significand ends up in \c{ST0}, and the exponent in \c{ST1}).
6685 \H{insFYL2X} \i\c{FYL2X}, \i\c{FYL2XP1}: Compute Y times Log2(X) or Log2(X+1)
6687 \c FYL2X                         ; D9 F1                [8086,FPU]
6688 \c FYL2XP1                       ; D9 F9                [8086,FPU]
6690 \c{FYL2X} multiplies \c{ST1} by the base-2 logarithm of \c{ST0},
6691 stores the result in \c{ST1}, and pops the register stack (so that
6692 the result ends up in \c{ST0}). \c{ST0} must be non-zero and
6693 positive.
6695 \c{FYL2XP1} works the same way, but replacing the base-2 log of
6696 \c{ST0} with that of \c{ST0} plus one. This time, \c{ST0} must have
6697 magnitude no greater than 1 minus half the square root of two.
6699 \H{insHLT} \i\c{HLT}: Halt Processor
6701 \c HLT                           ; F4                   [8086]
6703 \c{HLT} puts the processor into a halted state, where it will
6704 perform no more operations until restarted by an interrupt or a
6705 reset.
6707 \H{insIBTS} \i\c{IBTS}: Insert Bit String
6709 \c IBTS r/m16,reg16              ; o16 0F A7 /r         [386,UNDOC]
6710 \c IBTS r/m32,reg32              ; o32 0F A7 /r         [386,UNDOC]
6712 No clear documentation seems to be available for this instruction:
6713 the best I've been able to find reads `Takes a string of bits from
6714 the second operand and puts them in the first operand'. It is
6715 present only in early 386 processors, and conflicts with the opcodes
6716 for \c{CMPXCHG486}. NASM supports it only for completeness. Its
6717 counterpart is \c{XBTS} (see \k{insXBTS}).
6719 \H{insIDIV} \i\c{IDIV}: Signed Integer Divide
6721 \c IDIV r/m8                     ; F6 /7                [8086]
6722 \c IDIV r/m16                    ; o16 F7 /7            [8086]
6723 \c IDIV r/m32                    ; o32 F7 /7            [386]
6725 \c{IDIV} performs signed integer division. The explicit operand
6726 provided is the divisor; the dividend and destination operands are
6727 implicit, in the following way:
6729 \b For \c{IDIV r/m8}, \c{AX} is divided by the given operand; the
6730 quotient is stored in \c{AL} and the remainder in \c{AH}.
6732 \b For \c{IDIV r/m16}, \c{DX:AX} is divided by the given operand; the
6733 quotient is stored in \c{AX} and the remainder in \c{DX}.
6735 \b For \c{IDIV r/m32}, \c{EDX:EAX} is divided by the given operand;
6736 the quotient is stored in \c{EAX} and the remainder in \c{EDX}.
6738 Unsigned integer division is performed by the \c{DIV} instruction:
6739 see \k{insDIV}.
6741 \H{insIMUL} \i\c{IMUL}: Signed Integer Multiply
6743 \c IMUL r/m8                     ; F6 /5                [8086]
6744 \c IMUL r/m16                    ; o16 F7 /5            [8086]
6745 \c IMUL r/m32                    ; o32 F7 /5            [386]
6747 \c IMUL reg16,r/m16              ; o16 0F AF /r         [386]
6748 \c IMUL reg32,r/m32              ; o32 0F AF /r         [386]
6750 \c IMUL reg16,imm8               ; o16 6B /r ib         [286]
6751 \c IMUL reg16,imm16              ; o16 69 /r iw         [286]
6752 \c IMUL reg32,imm8               ; o32 6B /r ib         [386]
6753 \c IMUL reg32,imm32              ; o32 69 /r id         [386]
6755 \c IMUL reg16,r/m16,imm8         ; o16 6B /r ib         [286]
6756 \c IMUL reg16,r/m16,imm16        ; o16 69 /r iw         [286]
6757 \c IMUL reg32,r/m32,imm8         ; o32 6B /r ib         [386]
6758 \c IMUL reg32,r/m32,imm32        ; o32 69 /r id         [386]
6760 \c{IMUL} performs signed integer multiplication. For the
6761 single-operand form, the other operand and destination are implicit,
6762 in the following way:
6764 \b For \c{IMUL r/m8}, \c{AL} is multiplied by the given operand; the
6765 product is stored in \c{AX}.
6767 \b For \c{IMUL r/m16}, \c{AX} is multiplied by the given operand;
6768 the product is stored in \c{DX:AX}.
6770 \b For \c{IMUL r/m32}, \c{EAX} is multiplied by the given operand;
6771 the product is stored in \c{EDX:EAX}.
6773 The two-operand form multiplies its two operands and stores the
6774 result in the destination (first) operand. The three-operand form
6775 multiplies its last two operands and stores the result in the first
6776 operand.
6778 The two-operand form is in fact a shorthand for the three-operand
6779 form, as can be seen by examining the opcode descriptions: in the
6780 two-operand form, the code \c{/r} takes both its register and
6781 \c{r/m} parts from the same operand (the first one).
6783 In the forms with an 8-bit immediate operand and another longer
6784 source operand, the immediate operand is considered to be signed,
6785 and is sign-extended to the length of the other source operand. In
6786 these cases, the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to
6787 generate this form of the instruction.
6789 Unsigned integer multiplication is performed by the \c{MUL}
6790 instruction: see \k{insMUL}.
6792 \H{insIN} \i\c{IN}: Input from I/O Port
6794 \c IN AL,imm8                    ; E4 ib                [8086]
6795 \c IN AX,imm8                    ; o16 E5 ib            [8086]
6796 \c IN EAX,imm8                   ; o32 E5 ib            [386]
6797 \c IN AL,DX                      ; EC                   [8086]
6798 \c IN AX,DX                      ; o16 ED               [8086]
6799 \c IN EAX,DX                     ; o32 ED               [386]
6801 \c{IN} reads a byte, word or doubleword from the specified I/O port,
6802 and stores it in the given destination register. The port number may
6803 be specified as an immediate value if it is between 0 and 255, and
6804 otherwise must be stored in \c{DX}. See also \c{OUT} (\k{insOUT}).
6806 \H{insINC} \i\c{INC}: Increment Integer
6808 \c INC reg16                     ; o16 40+r             [8086]
6809 \c INC reg32                     ; o32 40+r             [386]
6810 \c INC r/m8                      ; FE /0                [8086]
6811 \c INC r/m16                     ; o16 FF /0            [8086]
6812 \c INC r/m32                     ; o32 FF /0            [386]
6814 \c{INC} adds 1 to its operand. It does \e{not} affect the carry
6815 flag: to affect the carry flag, use \c{ADD something,1} (see
6816 \k{insADD}). See also \c{DEC} (\k{insDEC}).
6818 \H{insINSB} \i\c{INSB}, \i\c{INSW}, \i\c{INSD}: Input String from I/O Port
6820 \c INSB                          ; 6C                   [186]
6821 \c INSW                          ; o16 6D               [186]
6822 \c INSD                          ; o32 6D               [386]
6824 \c{INSB} inputs a byte from the I/O port specified in \c{DX} and
6825 stores it at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]}. It then increments or
6826 decrements (depending on the direction flag: increments if the flag
6827 is clear, decrements if it is set) \c{DI} or \c{EDI}.
6829 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
6830 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
6831 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
6832 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
6834 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
6835 use of \c{ES} for the load from \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
6836 overridden.
6838 \c{INSW} and \c{INSD} work in the same way, but they input a word or
6839 a doubleword instead of a byte, and increment or decrement the
6840 addressing register by 2 or 4 instead of 1.
6842 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
6843 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
6845 See also \c{OUTSB}, \c{OUTSW} and \c{OUTSD} (\k{insOUTSB}).
6847 \H{insINT} \i\c{INT}: Software Interrupt
6849 \c INT imm8                      ; CD ib                [8086]
6851 \c{INT} causes a software interrupt through a specified vector
6852 number from 0 to 255.
6854 The code generated by the \c{INT} instruction is always two bytes
6855 long: although there are short forms for some \c{INT} instructions,
6856 NASM does not generate them when it sees the \c{INT} mnemonic. In
6857 order to generate single-byte breakpoint instructions, use the
6858 \c{INT3} or \c{INT1} instructions (see \k{insINT1}) instead.
6860 \H{insINT1} \i\c{INT3}, \i\c{INT1}, \i\c{ICEBP}, \i\c{INT01}: Breakpoints
6862 \c INT1                          ; F1                   [P6]
6863 \c ICEBP                         ; F1                   [P6]
6864 \c INT01                         ; F1                   [P6]
6866 \c INT3                          ; CC                   [8086]
6868 \c{INT1} and \c{INT3} are short one-byte forms of the instructions
6869 \c{INT 1} and \c{INT 3} (see \k{insINT}). They perform a similar
6870 function to their longer counterparts, but take up less code space.
6871 They are used as breakpoints by debuggers.
6873 \c{INT1}, and its alternative synonyms \c{INT01} and \c{ICEBP}, is
6874 an instruction used by in-circuit emulators (ICEs). It is present,
6875 though not documented, on some processors down to the 286, but is
6876 only documented for the Pentium Pro. \c{INT3} is the instruction
6877 normally used as a breakpoint by debuggers.
6879 \c{INT3} is not precisely equivalent to \c{INT 3}: the short form,
6880 since it is designed to be used as a breakpoint, bypasses the normal
6881 IOPL checks in virtual-8086 mode, and also does not go through
6882 interrupt redirection.
6884 \H{insINTO} \i\c{INTO}: Interrupt if Overflow
6886 \c INTO                          ; CE                   [8086]
6888 \c{INTO} performs an \c{INT 4} software interrupt (see \k{insINT})
6889 if and only if the overflow flag is set.
6891 \H{insINVD} \i\c{INVD}: Invalidate Internal Caches
6893 \c INVD                          ; 0F 08                [486]
6895 \c{INVD} invalidates and empties the processor's internal caches,
6896 and causes the processor to instruct external caches to do the same.
6897 It does not write the contents of the caches back to memory first:
6898 any modified data held in the caches will be lost. To write the data
6899 back first, use \c{WBINVD} (\k{insWBINVD}).
6901 \H{insINVLPG} \i\c{INVLPG}: Invalidate TLB Entry
6903 \c INVLPG mem                    ; 0F 01 /0             [486]
6905 \c{INVLPG} invalidates the translation lookahead buffer (TLB) entry
6906 associated with the supplied memory address.
6908 \H{insIRET} \i\c{IRET}, \i\c{IRETW}, \i\c{IRETD}: Return from Interrupt
6910 \c IRET                          ; CF                   [8086]
6911 \c IRETW                         ; o16 CF               [8086]
6912 \c IRETD                         ; o32 CF               [386]
6914 \c{IRET} returns from an interrupt (hardware or software) by means
6915 of popping \c{IP} (or \c{EIP}), \c{CS} and the flags off the stack
6916 and then continuing execution from the new \c{CS:IP}.
6918 \c{IRETW} pops \c{IP}, \c{CS} and the flags as 2 bytes each, taking
6919 6 bytes off the stack in total. \c{IRETD} pops \c{EIP} as 4 bytes,
6920 pops a further 4 bytes of which the top two are discarded and the
6921 bottom two go into \c{CS}, and pops the flags as 4 bytes as well,
6922 taking 12 bytes off the stack.
6924 \c{IRET} is a shorthand for either \c{IRETW} or \c{IRETD}, depending
6925 on the default \c{BITS} setting at the time.
6927 \H{insJCXZ} \i\c{JCXZ}, \i\c{JECXZ}: Jump if CX/ECX Zero
6929 \c JCXZ imm                      ; o16 E3 rb            [8086]
6930 \c JECXZ imm                     ; o32 E3 rb            [386]
6932 \c{JCXZ} performs a short jump (with maximum range 128 bytes) if and
6933 only if the contents of the \c{CX} register is 0. \c{JECXZ} does the
6934 same thing, but with \c{ECX}.
6936 \H{insJMP} \i\c{JMP}: Jump
6938 \c JMP imm                       ; E9 rw/rd             [8086]
6939 \c JMP SHORT imm                 ; EB rb                [8086]
6940 \c JMP imm:imm16                 ; o16 EA iw iw         [8086]
6941 \c JMP imm:imm32                 ; o32 EA id iw         [386]
6942 \c JMP FAR mem                   ; o16 FF /5            [8086]
6943 \c JMP FAR mem                   ; o32 FF /5            [386]
6944 \c JMP r/m16                     ; o16 FF /4            [8086]
6945 \c JMP r/m32                     ; o32 FF /4            [386]
6947 \c{JMP} jumps to a given address. The address may be specified as an
6948 absolute segment and offset, or as a relative jump within the
6949 current segment.
6951 \c{JMP SHORT imm} has a maximum range of 128 bytes, since the
6952 displacement is specified as only 8 bits, but takes up less code
6953 space. NASM does not choose when to generate \c{JMP SHORT} for you:
6954 you must explicitly code \c{SHORT} every time you want a short jump.
6956 You can choose between the two immediate \i{far jump} forms (\c{JMP
6957 imm:imm}) by the use of the \c{WORD} and \c{DWORD} keywords: \c{JMP
6958 WORD 0x1234:0x5678}) or \c{JMP DWORD 0x1234:0x56789abc}.
6960 The \c{JMP FAR mem} forms execute a far jump by loading the
6961 destination address out of memory. The address loaded consists of 16
6962 or 32 bits of offset (depending on the operand size), and 16 bits of
6963 segment. The operand size may be overridden using \c{JMP WORD FAR
6964 mem} or \c{JMP DWORD FAR mem}.
6966 The \c{JMP r/m} forms execute a \i{near jump} (within the same
6967 segment), loading the destination address out of memory or out of a
6968 register. The keyword \c{NEAR} may be specified, for clarity, in
6969 these forms, but is not necessary. Again, operand size can be
6970 overridden using \c{JMP WORD mem} or \c{JMP DWORD mem}.
6972 As a convenience, NASM does not require you to jump to a far symbol
6973 by coding the cumbersome \c{JMP SEG routine:routine}, but instead
6974 allows the easier synonym \c{JMP FAR routine}.
6976 The \c{CALL r/m} forms given above are near calls; NASM will accept
6977 the \c{NEAR} keyword (e.g. \c{CALL NEAR [address]}), even though it
6978 is not strictly necessary.
6980 \H{insJcc} \i\c{Jcc}: Conditional Branch
6982 \c Jcc imm                       ; 70+cc rb             [8086]
6983 \c Jcc NEAR imm                  ; 0F 80+cc rw/rd       [386]
6985 The \i{conditional jump} instructions execute a near (same segment)
6986 jump if and only if their conditions are satisfied. For example,
6987 \c{JNZ} jumps only if the zero flag is not set.
6989 The ordinary form of the instructions has only a 128-byte range; the
6990 \c{NEAR} form is a 386 extension to the instruction set, and can
6991 span the full size of a segment. NASM will not override your choice
6992 of jump instruction: if you want \c{Jcc NEAR}, you have to use the
6993 \c{NEAR} keyword.
6995 The \c{SHORT} keyword is allowed on the first form of the
6996 instruction, for clarity, but is not necessary.
6998 \H{insLAHF} \i\c{LAHF}: Load AH from Flags
7000 \c LAHF                          ; 9F                   [8086]
7002 \c{LAHF} sets the \c{AH} register according to the contents of the
7003 low byte of the flags word. See also \c{SAHF} (\k{insSAHF}).
7005 \H{insLAR} \i\c{LAR}: Load Access Rights
7007 \c LAR reg16,r/m16               ; o16 0F 02 /r         [286,PRIV]
7008 \c LAR reg32,r/m32               ; o32 0F 02 /r         [286,PRIV]
7010 \c{LAR} takes the segment selector specified by its source (second)
7011 operand, finds the corresponding segment descriptor in the GDT or
7012 LDT, and loads the access-rights byte of the descriptor into its
7013 destination (first) operand.
7015 \H{insLDS} \i\c{LDS}, \i\c{LES}, \i\c{LFS}, \i\c{LGS}, \i\c{LSS}: Load Far Pointer
7017 \c LDS reg16,mem                 ; o16 C5 /r            [8086]
7018 \c LDS reg32,mem                 ; o32 C5 /r            [8086]
7020 \c LES reg16,mem                 ; o16 C4 /r            [8086]
7021 \c LES reg32,mem                 ; o32 C4 /r            [8086]
7023 \c LFS reg16,mem                 ; o16 0F B4 /r         [386]
7024 \c LFS reg32,mem                 ; o32 0F B4 /r         [386]
7026 \c LGS reg16,mem                 ; o16 0F B5 /r         [386]
7027 \c LGS reg32,mem                 ; o32 0F B5 /r         [386]
7029 \c LSS reg16,mem                 ; o16 0F B2 /r         [386]
7030 \c LSS reg32,mem                 ; o32 0F B2 /r         [386]
7032 These instructions load an entire far pointer (16 or 32 bits of
7033 offset, plus 16 bits of segment) out of memory in one go. \c{LDS},
7034 for example, loads 16 or 32 bits from the given memory address into
7035 the given register (depending on the size of the register), then
7036 loads the \e{next} 16 bits from memory into \c{DS}. \c{LES},
7037 \c{LFS}, \c{LGS} and \c{LSS} work in the same way but use the other
7038 segment registers.
7040 \H{insLEA} \i\c{LEA}: Load Effective Address
7042 \c LEA reg16,mem                 ; o16 8D /r            [8086]
7043 \c LEA reg32,mem                 ; o32 8D /r            [8086]
7045 \c{LEA}, despite its syntax, does not access memory. It calculates
7046 the effective address specified by its second operand as if it were
7047 going to load or store data from it, but instead it stores the
7048 calculated address into the register specified by its first operand.
7049 This can be used to perform quite complex calculations (e.g. \c{LEA
7050 EAX,[EBX+ECX*4+100]}) in one instruction.
7052 \c{LEA}, despite being a purely arithmetic instruction which
7053 accesses no memory, still requires square brackets around its second
7054 operand, as if it were a memory reference.
7056 \H{insLEAVE} \i\c{LEAVE}: Destroy Stack Frame
7058 \c LEAVE                         ; C9                   [186]
7060 \c{LEAVE} destroys a stack frame of the form created by the
7061 \c{ENTER} instruction (see \k{insENTER}). It is functionally
7062 equivalent to \c{MOV ESP,EBP} followed by \c{POP EBP} (or \c{MOV
7063 SP,BP} followed by \c{POP BP} in 16-bit mode).
7065 \H{insLGDT} \i\c{LGDT}, \i\c{LIDT}, \i\c{LLDT}: Load Descriptor Tables
7067 \c LGDT mem                      ; 0F 01 /2             [286,PRIV]
7068 \c LIDT mem                      ; 0F 01 /3             [286,PRIV]
7069 \c LLDT r/m16                    ; 0F 00 /2             [286,PRIV]
7071 \c{LGDT} and \c{LIDT} both take a 6-byte memory area as an operand:
7072 they load a 32-bit linear address and a 16-bit size limit from that
7073 area (in the opposite order) into the GDTR (global descriptor table
7074 register) or IDTR (interrupt descriptor table register). These are
7075 the only instructions which directly use \e{linear} addresses,
7076 rather than segment/offset pairs.
7078 \c{LLDT} takes a segment selector as an operand. The processor looks
7079 up that selector in the GDT and stores the limit and base address
7080 given there into the LDTR (local descriptor table register).
7082 See also \c{SGDT}, \c{SIDT} and \c{SLDT} (\k{insSGDT}).
7084 \H{insLMSW} \i\c{LMSW}: Load/Store Machine Status Word
7086 \c LMSW r/m16                    ; 0F 01 /6             [286,PRIV]
7088 \c{LMSW} loads the bottom four bits of the source operand into the
7089 bottom four bits of the \c{CR0} control register (or the Machine
7090 Status Word, on 286 processors). See also \c{SMSW} (\k{insSMSW}).
7092 \H{insLOADALL} \i\c{LOADALL}, \i\c{LOADALL286}: Load Processor State
7094 \c LOADALL                       ; 0F 07                [386,UNDOC]
7095 \c LOADALL286                    ; 0F 05                [286,UNDOC]
7097 This instruction, in its two different-opcode forms, is apparently
7098 supported on most 286 processors, some 386 and possibly some 486.
7099 The opcode differs between the 286 and the 386.
7101 The function of the instruction is to load all information relating
7102 to the state of the processor out of a block of memory: on the 286,
7103 this block is located implicitly at absolute address \c{0x800}, and
7104 on the 386 and 486 it is at \c{[ES:EDI]}.
7106 \H{insLODSB} \i\c{LODSB}, \i\c{LODSW}, \i\c{LODSD}: Load from String
7108 \c LODSB                         ; AC                   [8086]
7109 \c LODSW                         ; o16 AD               [8086]
7110 \c LODSD                         ; o32 AD               [386]
7112 \c{LODSB} loads a byte from \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} into \c{AL}.
7113 It then increments or decrements (depending on the direction flag:
7114 increments if the flag is clear, decrements if it is set) \c{SI} or
7115 \c{ESI}.
7117 The register used is \c{SI} if the address size is 16 bits, and
7118 \c{ESI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
7119 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
7120 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7122 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
7123 overridden by using a segment register name as a prefix (for
7124 example, \c{es lodsb}).
7126 \c{LODSW} and \c{LODSD} work in the same way, but they load a
7127 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
7128 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
7130 \H{insLOOP} \i\c{LOOP}, \i\c{LOOPE}, \i\c{LOOPZ}, \i\c{LOOPNE}, \i\c{LOOPNZ}: Loop with Counter
7132 \c LOOP imm                      ; E2 rb                [8086]
7133 \c LOOP imm,CX                   ; a16 E2 rb            [8086]
7134 \c LOOP imm,ECX                  ; a32 E2 rb            [386]
7136 \c LOOPE imm                     ; E1 rb                [8086]
7137 \c LOOPE imm,CX                  ; a16 E1 rb            [8086]
7138 \c LOOPE imm,ECX                 ; a32 E1 rb            [386]
7139 \c LOOPZ imm                     ; E1 rb                [8086]
7140 \c LOOPZ imm,CX                  ; a16 E1 rb            [8086]
7141 \c LOOPZ imm,ECX                 ; a32 E1 rb            [386]
7143 \c LOOPNE imm                    ; E0 rb                [8086]
7144 \c LOOPNE imm,CX                 ; a16 E0 rb            [8086]
7145 \c LOOPNE imm,ECX                ; a32 E0 rb            [386]
7146 \c LOOPNZ imm                    ; E0 rb                [8086]
7147 \c LOOPNZ imm,CX                 ; a16 E0 rb            [8086]
7148 \c LOOPNZ imm,ECX                ; a32 E0 rb            [386]
7150 \c{LOOP} decrements its counter register (either \c{CX} or \c{ECX} -
7151 if one is not specified explicitly, the \c{BITS} setting dictates
7152 which is used) by one, and if the counter does not become zero as a
7153 result of this operation, it jumps to the given label. The jump has
7154 a range of 128 bytes.
7156 \c{LOOPE} (or its synonym \c{LOOPZ}) adds the additional condition
7157 that it only jumps if the counter is nonzero \e{and} the zero flag
7158 is set. Similarly, \c{LOOPNE} (and \c{LOOPNZ}) jumps only if the
7159 counter is nonzero and the zero flag is clear.
7161 \H{insLSL} \i\c{LSL}: Load Segment Limit
7163 \c LSL reg16,r/m16               ; o16 0F 03 /r         [286,PRIV]
7164 \c LSL reg32,r/m32               ; o32 0F 03 /r         [286,PRIV]
7166 \c{LSL} is given a segment selector in its source (second) operand;
7167 it computes the segment limit value by loading the segment limit
7168 field from the associated segment descriptor in the GDT or LDT.
7169 (This involves shifting left by 12 bits if the segment limit is
7170 page-granular, and not if it is byte-granular; so you end up with a
7171 byte limit in either case.) The segment limit obtained is then
7172 loaded into the destination (first) operand.
7174 \H{insLTR} \i\c{LTR}: Load Task Register
7176 \c LTR r/m16                     ; 0F 00 /3             [286,PRIV]
7178 \c{LTR} looks up the segment base and limit in the GDT or LDT
7179 descriptor specified by the segment selector given as its operand,
7180 and loads them into the Task Register.
7182 \H{insMOV} \i\c{MOV}: Move Data
7184 \c MOV r/m8,reg8                 ; 88 /r                [8086]
7185 \c MOV r/m16,reg16               ; o16 89 /r            [8086]
7186 \c MOV r/m32,reg32               ; o32 89 /r            [386]
7187 \c MOV reg8,r/m8                 ; 8A /r                [8086]
7188 \c MOV reg16,r/m16               ; o16 8B /r            [8086]
7189 \c MOV reg32,r/m32               ; o32 8B /r            [386]
7191 \c MOV reg8,imm8                 ; B0+r ib              [8086]
7192 \c MOV reg16,imm16               ; o16 B8+r iw          [8086]
7193 \c MOV reg32,imm32               ; o32 B8+r id          [386]
7194 \c MOV r/m8,imm8                 ; C6 /0 ib             [8086]
7195 \c MOV r/m16,imm16               ; o16 C7 /0 iw         [8086]
7196 \c MOV r/m32,imm32               ; o32 C7 /0 id         [386]
7198 \c MOV AL,memoffs8               ; A0 ow/od             [8086]
7199 \c MOV AX,memoffs16              ; o16 A1 ow/od         [8086]
7200 \c MOV EAX,memoffs32             ; o32 A1 ow/od         [386]
7201 \c MOV memoffs8,AL               ; A2 ow/od             [8086]
7202 \c MOV memoffs16,AX              ; o16 A3 ow/od         [8086]
7203 \c MOV memoffs32,EAX             ; o32 A3 ow/od         [386]
7205 \c MOV r/m16,segreg              ; o16 8C /r            [8086]
7206 \c MOV r/m32,segreg              ; o32 8C /r            [386]
7207 \c MOV segreg,r/m16              ; o16 8E /r            [8086]
7208 \c MOV segreg,r/m32              ; o32 8E /r            [386]
7210 \c MOV reg32,CR0/2/3/4           ; 0F 20 /r             [386]
7211 \c MOV reg32,DR0/1/2/3/6/7       ; 0F 21 /r             [386]
7212 \c MOV reg32,TR3/4/5/6/7         ; 0F 24 /r             [386]
7213 \c MOV CR0/2/3/4,reg32           ; 0F 22 /r             [386]
7214 \c MOV DR0/1/2/3/6/7,reg32       ; 0F 23 /r             [386]
7215 \c MOV TR3/4/5/6/7,reg32         ; 0F 26 /r             [386]
7217 \c{MOV} copies the contents of its source (second) operand into its
7218 destination (first) operand.
7220 In all forms of the \c{MOV} instruction, the two operands are the
7221 same size, except for moving between a segment register and an
7222 \c{r/m32} operand. These instructions are treated exactly like the
7223 corresponding 16-bit equivalent (so that, for example, \c{MOV
7224 DS,EAX} functions identically to \c{MOV DS,AX} but saves a prefix
7225 when in 32-bit mode), except that when a segment register is moved
7226 into a 32-bit destination, the top two bytes of the result are
7227 undefined.
7229 \c{MOV} may not use \c{CS} as a destination.
7231 \c{CR4} is only a supported register on the Pentium and above.
7233 \H{insMOVD} \i\c{MOVD}: Move Doubleword to/from MMX Register
7235 \c MOVD mmxreg,r/m32             ; 0F 6E /r             [PENT,MMX]
7236 \c MOVD r/m32,mmxreg             ; 0F 7E /r             [PENT,MMX]
7238 \c{MOVD} copies 32 bits from its source (second) operand into its
7239 destination (first) operand. When the destination is a 64-bit MMX
7240 register, the top 32 bits are set to zero.
7242 \H{insMOVQ} \i\c{MOVQ}: Move Quadword to/from MMX Register
7244 \c MOVQ mmxreg,r/m64             ; 0F 6F /r             [PENT,MMX]
7245 \c MOVQ r/m64,mmxreg             ; 0F 7F /r             [PENT,MMX]
7247 \c{MOVQ} copies 64 bits from its source (second) operand into its
7248 destination (first) operand.
7250 \H{insMOVSB} \i\c{MOVSB}, \i\c{MOVSW}, \i\c{MOVSD}: Move String
7252 \c MOVSB                         ; A4                   [8086]
7253 \c MOVSW                         ; o16 A5               [8086]
7254 \c MOVSD                         ; o32 A5               [386]
7256 \c{MOVSB} copies the byte at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]} to
7257 \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]}. It then increments or decrements
7258 (depending on the direction flag: increments if the flag is clear,
7259 decrements if it is set) \c{SI} and \c{DI} (or \c{ESI} and \c{EDI}).
7261 The registers used are \c{SI} and \c{DI} if the address size is 16
7262 bits, and \c{ESI} and \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use
7263 an address size not equal to the current \c{BITS} setting, you can
7264 use an explicit \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7266 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
7267 overridden by using a segment register name as a prefix (for
7268 example, \c{es movsb}). The use of \c{ES} for the store to \c{[DI]}
7269 or \c{[EDI]} cannot be overridden.
7271 \c{MOVSW} and \c{MOVSD} work in the same way, but they copy a word
7272 or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement the
7273 addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
7275 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
7276 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
7278 \H{insMOVSX} \i\c{MOVSX}, \i\c{MOVZX}: Move Data with Sign or Zero Extend
7280 \c MOVSX reg16,r/m8              ; o16 0F BE /r         [386]
7281 \c MOVSX reg32,r/m8              ; o32 0F BE /r         [386]
7282 \c MOVSX reg32,r/m16             ; o32 0F BF /r         [386]
7284 \c MOVZX reg16,r/m8              ; o16 0F B6 /r         [386]
7285 \c MOVZX reg32,r/m8              ; o32 0F B6 /r         [386]
7286 \c MOVZX reg32,r/m16             ; o32 0F B7 /r         [386]
7288 \c{MOVSX} sign-extends its source (second) operand to the length of
7289 its destination (first) operand, and copies the result into the
7290 destination operand. \c{MOVZX} does the same, but zero-extends
7291 rather than sign-extending.
7293 \H{insMUL} \i\c{MUL}: Unsigned Integer Multiply
7295 \c MUL r/m8                      ; F6 /4                [8086]
7296 \c MUL r/m16                     ; o16 F7 /4            [8086]
7297 \c MUL r/m32                     ; o32 F7 /4            [386]
7299 \c{MUL} performs unsigned integer multiplication. The other operand
7300 to the multiplication, and the destination operand, are implicit, in
7301 the following way:
7303 \b For \c{MUL r/m8}, \c{AL} is multiplied by the given operand; the
7304 product is stored in \c{AX}.
7306 \b For \c{MUL r/m16}, \c{AX} is multiplied by the given operand;
7307 the product is stored in \c{DX:AX}.
7309 \b For \c{MUL r/m32}, \c{EAX} is multiplied by the given operand;
7310 the product is stored in \c{EDX:EAX}.
7312 Signed integer multiplication is performed by the \c{IMUL}
7313 instruction: see \k{insIMUL}.
7315 \H{insNEG} \i\c{NEG}, \i\c{NOT}: Two's and One's Complement
7317 \c NEG r/m8                      ; F6 /3                [8086]
7318 \c NEG r/m16                     ; o16 F7 /3            [8086]
7319 \c NEG r/m32                     ; o32 F7 /3            [386]
7321 \c NOT r/m8                      ; F6 /2                [8086]
7322 \c NOT r/m16                     ; o16 F7 /2            [8086]
7323 \c NOT r/m32                     ; o32 F7 /2            [386]
7325 \c{NEG} replaces the contents of its operand by the two's complement
7326 negation (invert all the bits and then add one) of the original
7327 value. \c{NOT}, similarly, performs one's complement (inverts all
7328 the bits).
7330 \H{insNOP} \i\c{NOP}: No Operation
7332 \c NOP                           ; 90                   [8086]
7334 \c{NOP} performs no operation. Its opcode is the same as that
7335 generated by \c{XCHG AX,AX} or \c{XCHG EAX,EAX} (depending on the
7336 processor mode; see \k{insXCHG}).
7338 \H{insOR} \i\c{OR}: Bitwise OR
7340 \c OR r/m8,reg8                  ; 08 /r                [8086]
7341 \c OR r/m16,reg16                ; o16 09 /r            [8086]
7342 \c OR r/m32,reg32                ; o32 09 /r            [386]
7344 \c OR reg8,r/m8                  ; 0A /r                [8086]
7345 \c OR reg16,r/m16                ; o16 0B /r            [8086]
7346 \c OR reg32,r/m32                ; o32 0B /r            [386]
7348 \c OR r/m8,imm8                  ; 80 /1 ib             [8086]
7349 \c OR r/m16,imm16                ; o16 81 /1 iw         [8086]
7350 \c OR r/m32,imm32                ; o32 81 /1 id         [386]
7352 \c OR r/m16,imm8                 ; o16 83 /1 ib         [8086]
7353 \c OR r/m32,imm8                 ; o32 83 /1 ib         [386]
7355 \c OR AL,imm8                    ; 0C ib                [8086]
7356 \c OR AX,imm16                   ; o16 0D iw            [8086]
7357 \c OR EAX,imm32                  ; o32 0D id            [386]
7359 \c{OR} performs a bitwise OR operation between its two operands
7360 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if at least one of the
7361 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
7362 in the destination (first) operand.
7364 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
7365 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
7366 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
7367 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
7368 form of the instruction.
7370 The MMX instruction \c{POR} (see \k{insPOR}) performs the same
7371 operation on the 64-bit MMX registers.
7373 \H{insOUT} \i\c{OUT}: Output Data to I/O Port
7375 \c OUT imm8,AL                   ; E6 ib                [8086]
7376 \c OUT imm8,AX                   ; o16 E7 ib            [8086]
7377 \c OUT imm8,EAX                  ; o32 E7 ib            [386]
7378 \c OUT DX,AL                     ; EE                   [8086]
7379 \c OUT DX,AX                     ; o16 EF               [8086]
7380 \c OUT DX,EAX                    ; o32 EF               [386]
7382 \c{IN} writes the contents of the given source register to the
7383 specified I/O port. The port number may be specified as an immediate
7384 value if it is between 0 and 255, and otherwise must be stored in
7385 \c{DX}. See also \c{IN} (\k{insIN}).
7387 \H{insOUTSB} \i\c{OUTSB}, \i\c{OUTSW}, \i\c{OUTSD}: Output String to I/O Port
7389 \c OUTSB                         ; 6E                   [186]
7391 \c OUTSW                         ; o16 6F               [186]
7393 \c OUTSD                         ; o32 6F               [386]
7395 \c{OUTSB} loads a byte from \c{[DS:SI]} or \c{[DS:ESI]} and writes
7396 it to the I/O port specified in \c{DX}. It then increments or
7397 decrements (depending on the direction flag: increments if the flag
7398 is clear, decrements if it is set) \c{SI} or \c{ESI}.
7400 The register used is \c{SI} if the address size is 16 bits, and
7401 \c{ESI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
7402 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
7403 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7405 The segment register used to load from \c{[SI]} or \c{[ESI]} can be
7406 overridden by using a segment register name as a prefix (for
7407 example, \c{es outsb}).
7409 \c{OUTSW} and \c{OUTSD} work in the same way, but they output a
7410 word or a doubleword instead of a byte, and increment or decrement
7411 the addressing registers by 2 or 4 instead of 1.
7413 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
7414 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
7416 \H{insPACKSSDW} \i\c{PACKSSDW}, \i\c{PACKSSWB}, \i\c{PACKUSWB}: Pack Data
7418 \c PACKSSDW mmxreg,r/m64         ; 0F 6B /r             [PENT,MMX]
7419 \c PACKSSWB mmxreg,r/m64         ; 0F 63 /r             [PENT,MMX]
7420 \c PACKUSWB mmxreg,r/m64         ; 0F 67 /r             [PENT,MMX]
7422 All these instructions start by forming a notional 128-bit word by
7423 placing the source (second) operand on the left of the destination
7424 (first) operand. \c{PACKSSDW} then splits this 128-bit word into
7425 four doublewords, converts each to a word, and loads them side by
7426 side into the destination register; \c{PACKSSWB} and \c{PACKUSWB}
7427 both split the 128-bit word into eight words, converts each to a
7428 byte, and loads \e{those} side by side into the destination
7429 register.
7431 \c{PACKSSDW} and \c{PACKSSWB} perform signed saturation when
7432 reducing the length of numbers: if the number is too large to fit
7433 into the reduced space, they replace it by the largest signed number
7434 (\c{7FFFh} or \c{7Fh}) that \e{will} fit, and if it is too small
7435 then they replace it by the smallest signed number (\c{8000h} or
7436 \c{80h}) that will fit. \c{PACKUSWB} performs unsigned saturation:
7437 it treats its input as unsigned, and replaces it by the largest
7438 unsigned number that will fit.
7440 \H{insPADDB} \i\c{PADDxx}: MMX Packed Addition
7442 \c PADDB mmxreg,r/m64            ; 0F FC /r             [PENT,MMX]
7443 \c PADDW mmxreg,r/m64            ; 0F FD /r             [PENT,MMX]
7444 \c PADDD mmxreg,r/m64            ; 0F FE /r             [PENT,MMX]
7446 \c PADDSB mmxreg,r/m64           ; 0F EC /r             [PENT,MMX]
7447 \c PADDSW mmxreg,r/m64           ; 0F ED /r             [PENT,MMX]
7449 \c PADDUSB mmxreg,r/m64          ; 0F DC /r             [PENT,MMX]
7450 \c PADDUSW mmxreg,r/m64          ; 0F DD /r             [PENT,MMX]
7452 \c{PADDxx} all perform packed addition between their two 64-bit
7453 operands, storing the result in the destination (first) operand. The
7454 \c{PADDxB} forms treat the 64-bit operands as vectors of eight
7455 bytes, and add each byte individually; \c{PADDxW} treat the operands
7456 as vectors of four words; and \c{PADDD} treats its operands as
7457 vectors of two doublewords.
7459 \c{PADDSB} and \c{PADDSW} perform signed saturation on the sum of
7460 each pair of bytes or words: if the result of an addition is too
7461 large or too small to fit into a signed byte or word result, it is
7462 clipped (saturated) to the largest or smallest value which \e{will}
7463 fit. \c{PADDUSB} and \c{PADDUSW} similarly perform unsigned
7464 saturation, clipping to \c{0FFh} or \c{0FFFFh} if the result is
7465 larger than that.
7467 \H{insPADDSIW} \i\c{PADDSIW}: MMX Packed Addition to Implicit
7468 Destination
7470 \c PADDSIW mmxreg,r/m64          ; 0F 51 /r             [CYRIX,MMX]
7472 \c{PADDSIW}, specific to the Cyrix extensions to the MMX instruction
7473 set, performs the same function as \c{PADDSW}, except that the
7474 result is not placed in the register specified by the first operand,
7475 but instead in the register whose number differs from the first
7476 operand only in the last bit. So \c{PADDSIW MM0,MM2} would put the
7477 result in \c{MM1}, but \c{PADDSIW MM1,MM2} would put the result in
7478 \c{MM0}.
7480 \H{insPAND} \i\c{PAND}, \i\c{PANDN}: MMX Bitwise AND and AND-NOT
7482 \c PAND mmxreg,r/m64             ; 0F DB /r             [PENT,MMX]
7483 \c PANDN mmxreg,r/m64            ; 0F DF /r             [PENT,MMX]
7485 \c{PAND} performs a bitwise AND operation between its two operands
7486 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if the corresponding
7487 bits of the two inputs were both 1), and stores the result in the
7488 destination (first) operand.
7490 \c{PANDN} performs the same operation, but performs a one's
7491 complement operation on the destination (first) operand first.
7493 \H{insPAVEB} \i\c{PAVEB}: MMX Packed Average
7495 \c PAVEB mmxreg,r/m64            ; 0F 50 /r             [CYRIX,MMX]
7497 \c{PAVEB}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats its two
7498 operands as vectors of eight unsigned bytes, and calculates the
7499 average of the corresponding bytes in the operands. The resulting
7500 vector of eight averages is stored in the first operand.
7502 \H{insPCMPEQB} \i\c{PCMPxx}: MMX Packed Comparison
7504 \c PCMPEQB mmxreg,r/m64          ; 0F 74 /r             [PENT,MMX]
7505 \c PCMPEQW mmxreg,r/m64          ; 0F 75 /r             [PENT,MMX]
7506 \c PCMPEQD mmxreg,r/m64          ; 0F 76 /r             [PENT,MMX]
7508 \c PCMPGTB mmxreg,r/m64          ; 0F 64 /r             [PENT,MMX]
7509 \c PCMPGTW mmxreg,r/m64          ; 0F 65 /r             [PENT,MMX]
7510 \c PCMPGTD mmxreg,r/m64          ; 0F 66 /r             [PENT,MMX]
7512 The \c{PCMPxx} instructions all treat their operands as vectors of
7513 bytes, words, or doublewords; corresponding elements of the source
7514 and destination are compared, and the corresponding element of the
7515 destination (first) operand is set to all zeros or all ones
7516 depending on the result of the comparison.
7518 \c{PCMPxxB} treats the operands as vectors of eight bytes,
7519 \c{PCMPxxW} treats them as vectors of four words, and \c{PCMPxxD} as
7520 two doublewords.
7522 \c{PCMPEQx} sets the corresponding element of the destination
7523 operand to all ones if the two elements compared are equal;
7524 \c{PCMPGTx} sets the destination element to all ones if the element
7525 of the first (destination) operand is greater (treated as a signed
7526 integer) than that of the second (source) operand.
7528 \H{insPDISTIB} \i\c{PDISTIB}: MMX Packed Distance and Accumulate
7529 with Implied Register
7531 \c PDISTIB mmxreg,mem64          ; 0F 54 /r             [CYRIX,MMX]
7533 \c{PDISTIB}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats its two
7534 input operands as vectors of eight unsigned bytes. For each byte
7535 position, it finds the absolute difference between the bytes in that
7536 position in the two input operands, and adds that value to the byte
7537 in the same position in the implied output register. The addition is
7538 saturated to an unsigned byte in the same way as \c{PADDUSB}.
7540 The implied output register is found in the same way as \c{PADDSIW}
7541 (\k{insPADDSIW}).
7543 Note that \c{PDISTIB} cannot take a register as its second source
7544 operand.
7546 \H{insPMACHRIW} \i\c{PMACHRIW}: MMX Packed Multiply and Accumulate
7547 with Rounding
7549 \c PMACHRIW mmxreg,mem64         ; 0F 5E /r             [CYRIX,MMX]
7551 \c{PMACHRIW} acts almost identically to \c{PMULHRIW}
7552 (\k{insPMULHRW}), but instead of \e{storing} its result in the
7553 implied destination register, it \e{adds} its result, as four packed
7554 words, to the implied destination register. No saturation is done:
7555 the addition can wrap around.
7557 Note that \c{PMACHRIW} cannot take a register as its second source
7558 operand.
7560 \H{insPMADDWD} \i\c{PMADDWD}: MMX Packed Multiply and Add
7562 \c PMADDWD mmxreg,r/m64          ; 0F F5 /r             [PENT,MMX]
7564 \c{PMADDWD} treats its two inputs as vectors of four signed words.
7565 It multiplies corresponding elements of the two operands, giving
7566 four signed doubleword results. The top two of these are added and
7567 placed in the top 32 bits of the destination (first) operand; the
7568 bottom two are added and placed in the bottom 32 bits.
7570 \H{insPMAGW} \i\c{PMAGW}: MMX Packed Magnitude
7572 \c PMAGW mmxreg,r/m64            ; 0F 52 /r             [CYRIX,MMX]
7574 \c{PMAGW}, specific to the Cyrix MMX extensions, treats both its
7575 operands as vectors of four signed words. It compares the absolute
7576 values of the words in corresponding positions, and sets each word
7577 of the destination (first) operand to whichever of the two words in
7578 that position had the larger absolute value.
7580 \H{insPMULHRW} \i\c{PMULHRW}, \i\c{PMULHRIW}: MMX Packed Multiply
7581 High with Rounding
7583 \c PMULHRW mmxreg,r/m64          ; 0F 59 /r             [CYRIX,MMX]
7584 \c PMULHRIW mmxreg,r/m64         ; 0F 5D /r             [CYRIX,MMX]
7586 These instructions, specific to the Cyrix MMX extensions, treat
7587 their operands as vectors of four signed words. Words in
7588 corresponding positions are multiplied, to give a 32-bit value in
7589 which bits 30 and 31 are guaranteed equal. Bits 30 to 15 of this
7590 value (bit mask \c{0x7FFF8000}) are taken and stored in the
7591 corresponding position of the destination operand, after first
7592 rounding the low bit (equivalent to adding \c{0x4000} before
7593 extracting bits 30 to 15).
7595 For \c{PMULHRW}, the destination operand is the first operand; for
7596 \c{PMULHRIW} the destination operand is implied by the first operand
7597 in the manner of \c{PADDSIW} (\k{insPADDSIW}).
7599 \H{insPMULHW} \i\c{PMULHW}, \i\c{PMULLW}: MMX Packed Multiply
7601 \c PMULHW mmxreg,r/m64           ; 0F E5 /r             [PENT,MMX]
7602 \c PMULLW mmxreg,r/m64           ; 0F D5 /r             [PENT,MMX]
7604 \c{PMULxW} treats its two inputs as vectors of four signed words. It
7605 multiplies corresponding elements of the two operands, giving four
7606 signed doubleword results.
7608 \c{PMULHW} then stores the top 16 bits of each doubleword in the
7609 destination (first) operand; \c{PMULLW} stores the bottom 16 bits of
7610 each doubleword in the destination operand.
7612 \H{insPMVccZB} \i\c{PMVccZB}: MMX Packed Conditional Move
7614 \c PMVZB mmxreg,mem64            ; 0F 58 /r             [CYRIX,MMX]
7615 \c PMVNZB mmxreg,mem64           ; 0F 5A /r             [CYRIX,MMX]
7616 \c PMVLZB mmxreg,mem64           ; 0F 5B /r             [CYRIX,MMX]
7617 \c PMVGEZB mmxreg,mem64          ; 0F 5C /r             [CYRIX,MMX]
7619 These instructions, specific to the Cyrix MMX extensions, perform
7620 parallel conditional moves. The two input operands are treated as
7621 vectors of eight bytes. Each byte of the destination (first) operand
7622 is either written from the corresponding byte of the source (second)
7623 operand, or left alone, depending on the value of the byte in the
7624 \e{implied} operand (specified in the same way as \c{PADDSIW}, in
7625 \k{insPADDSIW}).
7627 \c{PMVZB} performs each move if the corresponding byte in the
7628 implied operand is zero. \c{PMVNZB} moves if the byte is non-zero.
7629 \c{PMVLZB} moves if the byte is less than zero, and \c{PMVGEZB}
7630 moves if the byte is greater than or equal to zero.
7632 Note that these instructions cannot take a register as their second
7633 source operand.
7635 \H{insPOP} \i\c{POP}: Pop Data from Stack
7637 \c POP reg16                     ; o16 58+r             [8086]
7638 \c POP reg32                     ; o32 58+r             [386]
7640 \c POP r/m16                     ; o16 8F /0            [8086]
7641 \c POP r/m32                     ; o32 8F /0            [386]
7643 \c POP CS                        ; 0F                   [8086,UNDOC]
7644 \c POP DS                        ; 1F                   [8086]
7645 \c POP ES                        ; 07                   [8086]
7646 \c POP SS                        ; 17                   [8086]
7647 \c POP FS                        ; 0F A1                [386]
7648 \c POP GS                        ; 0F A9                [386]
7650 \c{POP} loads a value from the stack (from \c{[SS:SP]} or
7651 \c{[SS:ESP]}) and then increments the stack pointer.
7653 The address-size attribute of the instruction determines whether
7654 \c{SP} or \c{ESP} is used as the stack pointer: to deliberately
7655 override the default given by the \c{BITS} setting, you can use an
7656 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7658 The operand-size attribute of the instruction determines whether the
7659 stack pointer is incremented by 2 or 4: this means that segment
7660 register pops in \c{BITS 32} mode will pop 4 bytes off the stack and
7661 discard the upper two of them. If you need to override that, you can
7662 use an \i\c{o16} or \i\c{o32} prefix.
7664 The above opcode listings give two forms for general-purpose
7665 register pop instructions: for example, \c{POP BX} has the two forms
7666 \c{5B} and \c{8F C3}. NASM will always generate the shorter form
7667 when given \c{POP BX}. NDISASM will disassemble both.
7669 \c{POP CS} is not a documented instruction, and is not supported on
7670 any processor above the 8086 (since they use \c{0Fh} as an opcode
7671 prefix for instruction set extensions). However, at least some 8086
7672 processors do support it, and so NASM generates it for completeness.
7674 \H{insPOPA} \i\c{POPAx}: Pop All General-Purpose Registers
7676 \c POPA                          ; 61                   [186]
7677 \c POPAW                         ; o16 61               [186]
7678 \c POPAD                         ; o32 61               [386]
7680 \c{POPAW} pops a word from the stack into each of, successively,
7681 \c{DI}, \c{SI}, \c{BP}, nothing (it discards a word from the stack
7682 which was a placeholder for \c{SP}), \c{BX}, \c{DX}, \c{CX} and
7683 \c{AX}. It is intended to reverse the operation of \c{PUSHAW} (see
7684 \k{insPUSHA}), but it ignores the value for \c{SP} that was pushed
7685 on the stack by \c{PUSHAW}.
7687 \c{POPAD} pops twice as much data, and places the results in
7688 \c{EDI}, \c{ESI}, \c{EBP}, nothing (placeholder for \c{ESP}),
7689 \c{EBX}, \c{EDX}, \c{ECX} and \c{EAX}. It reverses the operation of
7690 \c{PUSHAD}.
7692 \c{POPA} is an alias mnemonic for either \c{POPAW} or \c{POPAD},
7693 depending on the current \c{BITS} setting.
7695 Note that the registers are popped in reverse order of their numeric
7696 values in opcodes (see \k{iref-rv}).
7698 \H{insPOPF} \i\c{POPFx}: Pop Flags Register
7700 \c POPF                          ; 9D                   [186]
7701 \c POPFW                         ; o16 9D               [186]
7702 \c POPFD                         ; o32 9D               [386]
7704 \c{POPFW} pops a word from the stack and stores it in the bottom 16
7705 bits of the flags register (or the whole flags register, on
7706 processors below a 386). \c{POPFD} pops a doubleword and stores it
7707 in the entire flags register.
7709 \c{POPF} is an alias mnemonic for either \c{POPFW} or \c{POPFD},
7710 depending on the current \c{BITS} setting.
7712 See also \c{PUSHF} (\k{insPUSHF}).
7714 \H{insPOR} \i\c{POR}: MMX Bitwise OR
7716 \c POR mmxreg,r/m64              ; 0F EB /r             [PENT,MMX]
7718 \c{POR} performs a bitwise OR operation between its two operands
7719 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if at least one of the
7720 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
7721 in the destination (first) operand.
7723 \H{insPSLLD} \i\c{PSLLx}, \i\c{PSRLx}, \i\c{PSRAx}: MMX Bit Shifts
7725 \c PSLLW mmxreg,r/m64            ; 0F F1 /r             [PENT,MMX]
7726 \c PSLLW mmxreg,imm8             ; 0F 71 /6 ib          [PENT,MMX]
7728 \c PSLLD mmxreg,r/m64            ; 0F F2 /r             [PENT,MMX]
7729 \c PSLLD mmxreg,imm8             ; 0F 72 /6 ib          [PENT,MMX]
7731 \c PSLLQ mmxreg,r/m64            ; 0F F3 /r             [PENT,MMX]
7732 \c PSLLQ mmxreg,imm8             ; 0F 73 /6 ib          [PENT,MMX]
7734 \c PSRAW mmxreg,r/m64            ; 0F E1 /r             [PENT,MMX]
7735 \c PSRAW mmxreg,imm8             ; 0F 71 /4 ib          [PENT,MMX]
7737 \c PSRAD mmxreg,r/m64            ; 0F E2 /r             [PENT,MMX]
7738 \c PSRAD mmxreg,imm8             ; 0F 72 /4 ib          [PENT,MMX]
7740 \c PSRLW mmxreg,r/m64            ; 0F D1 /r             [PENT,MMX]
7741 \c PSRLW mmxreg,imm8             ; 0F 71 /2 ib          [PENT,MMX]
7743 \c PSRLD mmxreg,r/m64            ; 0F D2 /r             [PENT,MMX]
7744 \c PSRLD mmxreg,imm8             ; 0F 72 /2 ib          [PENT,MMX]
7746 \c PSRLQ mmxreg,r/m64            ; 0F D3 /r             [PENT,MMX]
7747 \c PSRLQ mmxreg,imm8             ; 0F 73 /2 ib          [PENT,MMX]
7749 \c{PSxxQ} perform simple bit shifts on the 64-bit MMX registers: the
7750 destination (first) operand is shifted left or right by the number of
7751 bits given in the source (second) operand, and the vacated bits are
7752 filled in with zeros (for a logical shift) or copies of the original
7753 sign bit (for an arithmetic right shift).
7755 \c{PSxxW} and \c{PSxxD} perform packed bit shifts: the destination
7756 operand is treated as a vector of four words or two doublewords, and
7757 each element is shifted individually, so bits shifted out of one
7758 element do not interfere with empty bits coming into the next.
7760 \c{PSLLx} and \c{PSRLx} perform logical shifts: the vacated bits at
7761 one end of the shifted number are filled with zeros. \c{PSRAx}
7762 performs an arithmetic right shift: the vacated bits at the top of
7763 the shifted number are filled with copies of the original top (sign)
7764 bit.
7766 \H{insPSUBB} \i\c{PSUBxx}: MMX Packed Subtraction
7768 \c PSUBB mmxreg,r/m64            ; 0F F8 /r             [PENT,MMX]
7769 \c PSUBW mmxreg,r/m64            ; 0F F9 /r             [PENT,MMX]
7770 \c PSUBD mmxreg,r/m64            ; 0F FA /r             [PENT,MMX]
7772 \c PSUBSB mmxreg,r/m64           ; 0F E8 /r             [PENT,MMX]
7773 \c PSUBSW mmxreg,r/m64           ; 0F E9 /r             [PENT,MMX]
7775 \c PSUBUSB mmxreg,r/m64          ; 0F D8 /r             [PENT,MMX]
7776 \c PSUBUSW mmxreg,r/m64          ; 0F D9 /r             [PENT,MMX]
7778 \c{PSUBxx} all perform packed subtraction between their two 64-bit
7779 operands, storing the result in the destination (first) operand. The
7780 \c{PSUBxB} forms treat the 64-bit operands as vectors of eight
7781 bytes, and subtract each byte individually; \c{PSUBxW} treat the operands
7782 as vectors of four words; and \c{PSUBD} treats its operands as
7783 vectors of two doublewords.
7785 In all cases, the elements of the operand on the right are
7786 subtracted from the corresponding elements of the operand on the
7787 left, not the other way round.
7789 \c{PSUBSB} and \c{PSUBSW} perform signed saturation on the sum of
7790 each pair of bytes or words: if the result of a subtraction is too
7791 large or too small to fit into a signed byte or word result, it is
7792 clipped (saturated) to the largest or smallest value which \e{will}
7793 fit. \c{PSUBUSB} and \c{PSUBUSW} similarly perform unsigned
7794 saturation, clipping to \c{0FFh} or \c{0FFFFh} if the result is
7795 larger than that.
7797 \H{insPSUBSIW} \i\c{PSUBSIW}: MMX Packed Subtract with Saturation to
7798 Implied Destination
7800 \c PSUBSIW mmxreg,r/m64          ; 0F 55 /r             [CYRIX,MMX]
7802 \c{PSUBSIW}, specific to the Cyrix extensions to the MMX instruction
7803 set, performs the same function as \c{PSUBSW}, except that the
7804 result is not placed in the register specified by the first operand,
7805 but instead in the implied destination register, specified as for
7806 \c{PADDSIW} (\k{insPADDSIW}).
7808 \H{insPUNPCKHBW} \i\c{PUNPCKxxx}: Unpack Data
7810 \c PUNPCKHBW mmxreg,r/m64        ; 0F 68 /r             [PENT,MMX]
7811 \c PUNPCKHWD mmxreg,r/m64        ; 0F 69 /r             [PENT,MMX]
7812 \c PUNPCKHDQ mmxreg,r/m64        ; 0F 6A /r             [PENT,MMX]
7814 \c PUNPCKLBW mmxreg,r/m64        ; 0F 60 /r             [PENT,MMX]
7815 \c PUNPCKLWD mmxreg,r/m64        ; 0F 61 /r             [PENT,MMX]
7816 \c PUNPCKLDQ mmxreg,r/m64        ; 0F 62 /r             [PENT,MMX]
7818 \c{PUNPCKxx} all treat their operands as vectors, and produce a new
7819 vector generated by interleaving elements from the two inputs. The
7820 \c{PUNPCKHxx} instructions start by throwing away the bottom half of
7821 each input operand, and the \c{PUNPCKLxx} instructions throw away
7822 the top half.
7824 The remaining elements, totalling 64 bits, are then interleaved into
7825 the destination, alternating elements from the second (source)
7826 operand and the first (destination) operand: so the leftmost element
7827 in the result always comes from the second operand, and the
7828 rightmost from the destination.
7830 \c{PUNPCKxBW} works a byte at a time, \c{PUNPCKxWD} a word at a
7831 time, and \c{PUNPCKxDQ} a doubleword at a time.
7833 So, for example, if the first operand held \c{0x7A6A5A4A3A2A1A0A}
7834 and the second held \c{0x7B6B5B4B3B2B1B0B}, then:
7836 \b \c{PUNPCKHBW} would return \c{0x7B7A6B6A5B5A4B4A}.
7838 \b \c{PUNPCKHWD} would return \c{0x7B6B7A6A5B4B5A4A}.
7840 \b \c{PUNPCKHDQ} would return \c{0x7B6B5B4B7A6A5A4A}.
7842 \b \c{PUNPCKLBW} would return \c{0x3B3A2B2A1B1A0B0A}.
7844 \b \c{PUNPCKLWD} would return \c{0x3B2B3A2A1B0B1A0A}.
7846 \b \c{PUNPCKLDQ} would return \c{0x3B2B1B0B3A2A1A0A}.
7848 \H{insPUSH} \i\c{PUSH}: Push Data on Stack
7850 \c PUSH reg16                    ; o16 50+r             [8086]
7851 \c PUSH reg32                    ; o32 50+r             [386]
7853 \c PUSH r/m16                    ; o16 FF /6            [8086]
7854 \c PUSH r/m32                    ; o32 FF /6            [386]
7856 \c PUSH CS                       ; 0E                   [8086]
7857 \c PUSH DS                       ; 1E                   [8086]
7858 \c PUSH ES                       ; 06                   [8086]
7859 \c PUSH SS                       ; 16                   [8086]
7860 \c PUSH FS                       ; 0F A0                [386]
7861 \c PUSH GS                       ; 0F A8                [386]
7863 \c PUSH imm8                     ; 6A ib                [286]
7864 \c PUSH imm16                    ; o16 68 iw            [286]
7865 \c PUSH imm32                    ; o32 68 id            [386]
7867 \c{PUSH} decrements the stack pointer (\c{SP} or \c{ESP}) by 2 or 4,
7868 and then stores the given value at \c{[SS:SP]} or \c{[SS:ESP]}.
7870 The address-size attribute of the instruction determines whether
7871 \c{SP} or \c{ESP} is used as the stack pointer: to deliberately
7872 override the default given by the \c{BITS} setting, you can use an
7873 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
7875 The operand-size attribute of the instruction determines whether the
7876 stack pointer is decremented by 2 or 4: this means that segment
7877 register pushes in \c{BITS 32} mode will push 4 bytes on the stack,
7878 of which the upper two are undefined. If you need to override that,
7879 you can use an \i\c{o16} or \i\c{o32} prefix.
7881 The above opcode listings give two forms for general-purpose
7882 \i{register push} instructions: for example, \c{PUSH BX} has the two
7883 forms \c{53} and \c{FF F3}. NASM will always generate the shorter
7884 form when given \c{PUSH BX}. NDISASM will disassemble both.
7886 Unlike the undocumented and barely supported \c{POP CS}, \c{PUSH CS}
7887 is a perfectly valid and sensible instruction, supported on all
7888 processors.
7890 The instruction \c{PUSH SP} may be used to distinguish an 8086 from
7891 later processors: on an 8086, the value of \c{SP} stored is the
7892 value it has \e{after} the push instruction, whereas on later
7893 processors it is the value \e{before} the push instruction.
7895 \H{insPUSHA} \i\c{PUSHAx}: Push All General-Purpose Registers
7897 \c PUSHA                         ; 60                   [186]
7898 \c PUSHAD                        ; o32 60               [386]
7899 \c PUSHAW                        ; o16 60               [186]
7901 \c{PUSHAW} pushes, in succession, \c{AX}, \c{CX}, \c{DX}, \c{BX},
7902 \c{SP}, \c{BP}, \c{SI} and \c{DI} on the stack, decrementing the
7903 stack pointer by a total of 16.
7905 \c{PUSHAD} pushes, in succession, \c{EAX}, \c{ECX}, \c{EDX},
7906 \c{EBX}, \c{ESP}, \c{EBP}, \c{ESI} and \c{EDI} on the stack,
7907 decrementing the stack pointer by a total of 32.
7909 In both cases, the value of \c{SP} or \c{ESP} pushed is its
7910 \e{original} value, as it had before the instruction was executed.
7912 \c{PUSHA} is an alias mnemonic for either \c{PUSHAW} or \c{PUSHAD},
7913 depending on the current \c{BITS} setting.
7915 Note that the registers are pushed in order of their numeric values
7916 in opcodes (see \k{iref-rv}).
7918 See also \c{POPA} (\k{insPOPA}).
7920 \H{insPUSHF} \i\c{PUSHFx}: Push Flags Register
7922 \c PUSHF                         ; 9C                   [186]
7923 \c PUSHFD                        ; o32 9C               [386]
7924 \c PUSHFW                        ; o16 9C               [186]
7926 \c{PUSHFW} pops a word from the stack and stores it in the bottom 16
7927 bits of the flags register (or the whole flags register, on
7928 processors below a 386). \c{PUSHFD} pops a doubleword and stores it
7929 in the entire flags register.
7931 \c{PUSHF} is an alias mnemonic for either \c{PUSHFW} or \c{PUSHFD},
7932 depending on the current \c{BITS} setting.
7934 See also \c{POPF} (\k{insPOPF}).
7936 \H{insPXOR} \i\c{PXOR}: MMX Bitwise XOR
7938 \c PXOR mmxreg,r/m64             ; 0F EF /r             [PENT,MMX]
7940 \c{PXOR} performs a bitwise XOR operation between its two operands
7941 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if exactly one of the
7942 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
7943 in the destination (first) operand.
7945 \H{insRCL} \i\c{RCL}, \i\c{RCR}: Bitwise Rotate through Carry Bit
7947 \c RCL r/m8,1                    ; D0 /2                [8086]
7948 \c RCL r/m8,CL                   ; D2 /2                [8086]
7949 \c RCL r/m8,imm8                 ; C0 /2 ib             [286]
7950 \c RCL r/m16,1                   ; o16 D1 /2            [8086]
7951 \c RCL r/m16,CL                  ; o16 D3 /2            [8086]
7952 \c RCL r/m16,imm8                ; o16 C1 /2 ib         [286]
7953 \c RCL r/m32,1                   ; o32 D1 /2            [386]
7954 \c RCL r/m32,CL                  ; o32 D3 /2            [386]
7955 \c RCL r/m32,imm8                ; o32 C1 /2 ib         [386]
7957 \c RCR r/m8,1                    ; D0 /3                [8086]
7958 \c RCR r/m8,CL                   ; D2 /3                [8086]
7959 \c RCR r/m8,imm8                 ; C0 /3 ib             [286]
7960 \c RCR r/m16,1                   ; o16 D1 /3            [8086]
7961 \c RCR r/m16,CL                  ; o16 D3 /3            [8086]
7962 \c RCR r/m16,imm8                ; o16 C1 /3 ib         [286]
7963 \c RCR r/m32,1                   ; o32 D1 /3            [386]
7964 \c RCR r/m32,CL                  ; o32 D3 /3            [386]
7965 \c RCR r/m32,imm8                ; o32 C1 /3 ib         [386]
7967 \c{RCL} and \c{RCR} perform a 9-bit, 17-bit or 33-bit bitwise
7968 rotation operation, involving the given source/destination (first)
7969 operand and the carry bit. Thus, for example, in the operation
7970 \c{RCR AL,1}, a 9-bit rotation is performed in which \c{AL} is
7971 shifted left by 1, the top bit of \c{AL} moves into the carry flag,
7972 and the original value of the carry flag is placed in the low bit of
7973 \c{AL}.
7975 The number of bits to rotate by is given by the second operand. Only
7976 the bottom five bits of the rotation count are considered by
7977 processors above the 8086.
7979 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
7980 byte) form of \c{RCL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{RCL
7981 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{RCR}.
7983 \H{insRDMSR} \i\c{RDMSR}: Read Model-Specific Registers
7985 \c RDMSR                         ; 0F 32                [PENT]
7987 \c{RDMSR} reads the processor Model-Specific Register (MSR) whose
7988 index is stored in \c{ECX}, and stores the result in \c{EDX:EAX}.
7989 See also \c{WRMSR} (\k{insWRMSR}).
7991 \H{insRDPMC} \i\c{RDPMC}: Read Performance-Monitoring Counters
7993 \c RDPMC                         ; 0F 33                [P6]
7995 \c{RDPMC} reads the processor performance-monitoring counter whose
7996 index is stored in \c{ECX}, and stores the result in \c{EDX:EAX}.
7998 \H{insRDTSC} \i\c{RDTSC}: Read Time-Stamp Counter
8000 \c RDTSC                         ; 0F 31                [PENT]
8002 \c{RDTSC} reads the processor's time-stamp counter into \c{EDX:EAX}.
8004 \H{insRET} \i\c{RET}, \i\c{RETF}, \i\c{RETN}: Return from Procedure Call
8006 \c RET                           ; C3                   [8086]
8007 \c RET imm16                     ; C2 iw                [8086]
8009 \c RETF                          ; CB                   [8086]
8010 \c RETF imm16                    ; CA iw                [8086]
8012 \c RETN                          ; C3                   [8086]
8013 \c RETN imm16                    ; C2 iw                [8086]
8015 \c{RET}, and its exact synonym \c{RETN}, pop \c{IP} or \c{EIP} from
8016 the stack and transfer control to the new address. Optionally, if a
8017 numeric second operand is provided, they increment the stack pointer
8018 by a further \c{imm16} bytes after popping the return address.
8020 \c{RETF} executes a far return: after popping \c{IP}/\c{EIP}, it
8021 then pops \c{CS}, and \e{then} increments the stack pointer by the
8022 optional argument if present.
8024 \H{insROL} \i\c{ROL}, \i\c{ROR}: Bitwise Rotate
8026 \c ROL r/m8,1                    ; D0 /0                [8086]
8027 \c ROL r/m8,CL                   ; D2 /0                [8086]
8028 \c ROL r/m8,imm8                 ; C0 /0 ib             [286]
8029 \c ROL r/m16,1                   ; o16 D1 /0            [8086]
8030 \c ROL r/m16,CL                  ; o16 D3 /0            [8086]
8031 \c ROL r/m16,imm8                ; o16 C1 /0 ib         [286]
8032 \c ROL r/m32,1                   ; o32 D1 /0            [386]
8033 \c ROL r/m32,CL                  ; o32 D3 /0            [386]
8034 \c ROL r/m32,imm8                ; o32 C1 /0 ib         [386]
8036 \c ROR r/m8,1                    ; D0 /1                [8086]
8037 \c ROR r/m8,CL                   ; D2 /1                [8086]
8038 \c ROR r/m8,imm8                 ; C0 /1 ib             [286]
8039 \c ROR r/m16,1                   ; o16 D1 /1            [8086]
8040 \c ROR r/m16,CL                  ; o16 D3 /1            [8086]
8041 \c ROR r/m16,imm8                ; o16 C1 /1 ib         [286]
8042 \c ROR r/m32,1                   ; o32 D1 /1            [386]
8043 \c ROR r/m32,CL                  ; o32 D3 /1            [386]
8044 \c ROR r/m32,imm8                ; o32 C1 /1 ib         [386]
8046 \c{ROL} and \c{ROR} perform a bitwise rotation operation on the given
8047 source/destination (first) operand. Thus, for example, in the
8048 operation \c{ROR AL,1}, an 8-bit rotation is performed in which
8049 \c{AL} is shifted left by 1 and the original top bit of \c{AL} moves
8050 round into the low bit.
8052 The number of bits to rotate by is given by the second operand. Only
8053 the bottom 3, 4 or 5 bits (depending on the source operand size) of
8054 the rotation count are considered by processors above the 8086.
8056 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
8057 byte) form of \c{ROL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{ROL
8058 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{ROR}.
8060 \H{insRSM} \i\c{RSM}: Resume from System-Management Mode
8062 \c RSM                           ; 0F AA                [PENT]
8064 \c{RSM} returns the processor to its normal operating mode when it
8065 was in System-Management Mode.
8067 \H{insSAHF} \i\c{SAHF}: Store AH to Flags
8069 \c SAHF                          ; 9E                   [8086]
8071 \c{SAHF} sets the low byte of the flags word according to the
8072 contents of the \c{AH} register. See also \c{LAHF} (\k{insLAHF}).
8074 \H{insSAL} \i\c{SAL}, \i\c{SAR}: Bitwise Arithmetic Shifts
8076 \c SAL r/m8,1                    ; D0 /4                [8086]
8077 \c SAL r/m8,CL                   ; D2 /4                [8086]
8078 \c SAL r/m8,imm8                 ; C0 /4 ib             [286]
8079 \c SAL r/m16,1                   ; o16 D1 /4            [8086]
8080 \c SAL r/m16,CL                  ; o16 D3 /4            [8086]
8081 \c SAL r/m16,imm8                ; o16 C1 /4 ib         [286]
8082 \c SAL r/m32,1                   ; o32 D1 /4            [386]
8083 \c SAL r/m32,CL                  ; o32 D3 /4            [386]
8084 \c SAL r/m32,imm8                ; o32 C1 /4 ib         [386]
8086 \c SAR r/m8,1                    ; D0 /0                [8086]
8087 \c SAR r/m8,CL                   ; D2 /0                [8086]
8088 \c SAR r/m8,imm8                 ; C0 /0 ib             [286]
8089 \c SAR r/m16,1                   ; o16 D1 /0            [8086]
8090 \c SAR r/m16,CL                  ; o16 D3 /0            [8086]
8091 \c SAR r/m16,imm8                ; o16 C1 /0 ib         [286]
8092 \c SAR r/m32,1                   ; o32 D1 /0            [386]
8093 \c SAR r/m32,CL                  ; o32 D3 /0            [386]
8094 \c SAR r/m32,imm8                ; o32 C1 /0 ib         [386]
8096 \c{SAL} and \c{SAR} perform an arithmetic shift operation on the given
8097 source/destination (first) operand. The vacated bits are filled with
8098 zero for \c{SAL}, and with copies of the original high bit of the
8099 source operand for \c{SAR}.
8101 \c{SAL} is a synonym for \c{SHL} (see \k{insSHL}). NASM will
8102 assemble either one to the same code, but NDISASM will always
8103 disassemble that code as \c{SHL}.
8105 The number of bits to shift by is given by the second operand. Only
8106 the bottom 3, 4 or 5 bits (depending on the source operand size) of
8107 the shift count are considered by processors above the 8086.
8109 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
8110 byte) form of \c{SAL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{SAL
8111 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{SAR}.
8113 \H{insSALC} \i\c{SALC}: Set AL from Carry Flag
8115 \c SALC                          ; D6                   [8086,UNDOC]
8117 \c{SALC} is an early undocumented instruction similar in concept to
8118 \c{SETcc} (\k{insSETcc}). Its function is to set \c{AL} to zero if
8119 the carry flag is clear, or to \c{0xFF} if it is set.
8121 \H{insSBB} \i\c{SBB}: Subtract with Borrow
8123 \c SBB r/m8,reg8                 ; 18 /r                [8086]
8124 \c SBB r/m16,reg16               ; o16 19 /r            [8086]
8125 \c SBB r/m32,reg32               ; o32 19 /r            [386]
8127 \c SBB reg8,r/m8                 ; 1A /r                [8086]
8128 \c SBB reg16,r/m16               ; o16 1B /r            [8086]
8129 \c SBB reg32,r/m32               ; o32 1B /r            [386]
8131 \c SBB r/m8,imm8                 ; 80 /3 ib             [8086]
8132 \c SBB r/m16,imm16               ; o16 81 /3 iw         [8086]
8133 \c SBB r/m32,imm32               ; o32 81 /3 id         [386]
8135 \c SBB r/m16,imm8                ; o16 83 /3 ib         [8086]
8136 \c SBB r/m32,imm8                ; o32 83 /3 ib         [8086]
8138 \c SBB AL,imm8                   ; 1C ib                [8086]
8139 \c SBB AX,imm16                  ; o16 1D iw            [8086]
8140 \c SBB EAX,imm32                 ; o32 1D id            [386]
8142 \c{SBB} performs integer subtraction: it subtracts its second
8143 operand, plus the value of the carry flag, from its first, and
8144 leaves the result in its destination (first) operand. The flags are
8145 set according to the result of the operation: in particular, the
8146 carry flag is affected and can be used by a subsequent \c{SBB}
8147 instruction.
8149 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
8150 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
8151 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
8152 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
8153 form of the instruction.
8155 To subtract one number from another without also subtracting the
8156 contents of the carry flag, use \c{SUB} (\k{insSUB}).
8158 \H{insSCASB} \i\c{SCASB}, \i\c{SCASW}, \i\c{SCASD}: Scan String
8160 \c SCASB                         ; AE                   [8086]
8161 \c SCASW                         ; o16 AF               [8086]
8162 \c SCASD                         ; o32 AF               [386]
8164 \c{SCASB} compares the byte in \c{AL} with the byte at \c{[ES:DI]}
8165 or \c{[ES:EDI]}, and sets the flags accordingly. It then increments
8166 or decrements (depending on the direction flag: increments if the
8167 flag is clear, decrements if it is set) \c{DI} (or \c{EDI}).
8169 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
8170 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
8171 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
8172 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
8174 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
8175 use of \c{ES} for the load from \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
8176 overridden.
8178 \c{SCASW} and \c{SCASD} work in the same way, but they compare a
8179 word to \c{AX} or a doubleword to \c{EAX} instead of a byte to
8180 \c{AL}, and increment or decrement the addressing registers by 2 or
8181 4 instead of 1.
8183 The \c{REPE} and \c{REPNE} prefixes (equivalently, \c{REPZ} and
8184 \c{REPNZ}) may be used to repeat the instruction up to \c{CX} (or
8185 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times until the
8186 first unequal or equal byte is found.
8188 \H{insSETcc} \i\c{SETcc}: Set Register from Condition
8190 \c SETcc r/m8                    ; 0F 90+cc /2          [386]
8192 \c{SETcc} sets the given 8-bit operand to zero if its condition is
8193 not satisfied, and to 1 if it is.
8195 \H{insSGDT} \i\c{SGDT}, \i\c{SIDT}, \i\c{SLDT}: Store Descriptor Table Pointers
8197 \c SGDT mem                      ; 0F 01 /0             [286,PRIV]
8198 \c SIDT mem                      ; 0F 01 /1             [286,PRIV]
8199 \c SLDT r/m16                    ; 0F 00 /0             [286,PRIV]
8201 \c{SGDT} and \c{SIDT} both take a 6-byte memory area as an operand:
8202 they store the contents of the GDTR (global descriptor table
8203 register) or IDTR (interrupt descriptor table register) into that
8204 area as a 32-bit linear address and a 16-bit size limit from that
8205 area (in that order). These are the only instructions which directly
8206 use \e{linear} addresses, rather than segment/offset pairs.
8208 \c{SLDT} stores the segment selector corresponding to the LDT (local
8209 descriptor table) into the given operand.
8211 See also \c{LGDT}, \c{LIDT} and \c{LLDT} (\k{insLGDT}).
8213 \H{insSHL} \i\c{SHL}, \i\c{SHR}: Bitwise Logical Shifts
8215 \c SHL r/m8,1                    ; D0 /4                [8086]
8216 \c SHL r/m8,CL                   ; D2 /4                [8086]
8217 \c SHL r/m8,imm8                 ; C0 /4 ib             [286]
8218 \c SHL r/m16,1                   ; o16 D1 /4            [8086]
8219 \c SHL r/m16,CL                  ; o16 D3 /4            [8086]
8220 \c SHL r/m16,imm8                ; o16 C1 /4 ib         [286]
8221 \c SHL r/m32,1                   ; o32 D1 /4            [386]
8222 \c SHL r/m32,CL                  ; o32 D3 /4            [386]
8223 \c SHL r/m32,imm8                ; o32 C1 /4 ib         [386]
8225 \c SHR r/m8,1                    ; D0 /5                [8086]
8226 \c SHR r/m8,CL                   ; D2 /5                [8086]
8227 \c SHR r/m8,imm8                 ; C0 /5 ib             [286]
8228 \c SHR r/m16,1                   ; o16 D1 /5            [8086]
8229 \c SHR r/m16,CL                  ; o16 D3 /5            [8086]
8230 \c SHR r/m16,imm8                ; o16 C1 /5 ib         [286]
8231 \c SHR r/m32,1                   ; o32 D1 /5            [386]
8232 \c SHR r/m32,CL                  ; o32 D3 /5            [386]
8233 \c SHR r/m32,imm8                ; o32 C1 /5 ib         [386]
8235 \c{SHL} and \c{SHR} perform a logical shift operation on the given
8236 source/destination (first) operand. The vacated bits are filled with
8237 zero.
8239 A synonym for \c{SHL} is \c{SAL} (see \k{insSAL}). NASM will
8240 assemble either one to the same code, but NDISASM will always
8241 disassemble that code as \c{SHL}.
8243 The number of bits to shift by is given by the second operand. Only
8244 the bottom 3, 4 or 5 bits (depending on the source operand size) of
8245 the shift count are considered by processors above the 8086.
8247 You can force the longer (286 and upwards, beginning with a \c{C1}
8248 byte) form of \c{SHL foo,1} by using a \c{BYTE} prefix: \c{SHL
8249 foo,BYTE 1}. Similarly with \c{SHR}.
8251 \H{insSHLD} \i\c{SHLD}, \i\c{SHRD}: Bitwise Double-Precision Shifts
8253 \c SHLD r/m16,reg16,imm8         ; o16 0F A4 /r ib      [386]
8254 \c SHLD r/m16,reg32,imm8         ; o32 0F A4 /r ib      [386]
8255 \c SHLD r/m16,reg16,CL           ; o16 0F A5 /r         [386]
8256 \c SHLD r/m16,reg32,CL           ; o32 0F A5 /r         [386]
8258 \c SHRD r/m16,reg16,imm8         ; o16 0F AC /r ib      [386]
8259 \c SHRD r/m32,reg32,imm8         ; o32 0F AC /r ib      [386]
8260 \c SHRD r/m16,reg16,CL           ; o16 0F AD /r         [386]
8261 \c SHRD r/m32,reg32,CL           ; o32 0F AD /r         [386]
8263 \c{SHLD} performs a double-precision left shift. It notionally places
8264 its second operand to the right of its first, then shifts the entire
8265 bit string thus generated to the left by a number of bits specified
8266 in the third operand. It then updates only the \e{first} operand
8267 according to the result of this. The second operand is not modified.
8269 \c{SHRD} performs the corresponding right shift: it notionally
8270 places the second operand to the \e{left} of the first, shifts the
8271 whole bit string right, and updates only the first operand.
8273 For example, if \c{EAX} holds \c{0x01234567} and \c{EBX} holds
8274 \c{0x89ABCDEF}, then the instruction \c{SHLD EAX,EBX,4} would update
8275 \c{EAX} to hold \c{0x12345678}. Under the same conditions, \c{SHRD
8276 EAX,EBX,4} would update \c{EAX} to hold \c{0xF0123456}.
8278 The number of bits to shift by is given by the third operand. Only
8279 the bottom 5 bits of the shift count are considered.
8281 \H{insSMI} \i\c{SMI}: System Management Interrupt
8283 \c SMI                           ; F1                   [386,UNDOC]
8285 This is an opcode apparently supported by some AMD processors (which
8286 is why it can generate the same opcode as \c{INT1}), and places the
8287 machine into system-management mode, a special debugging mode.
8289 \H{insSMSW} \i\c{SMSW}: Store Machine Status Word
8291 \c SMSW r/m16                    ; 0F 01 /4             [286,PRIV]
8293 \c{SMSW} stores the bottom half of the \c{CR0} control register (or
8294 the Machine Status Word, on 286 processors) into the destination
8295 operand. See also \c{LMSW} (\k{insLMSW}).
8297 \H{insSTC} \i\c{STC}, \i\c{STD}, \i\c{STI}: Set Flags
8299 \c STC                           ; F9                   [8086]
8300 \c STD                           ; FD                   [8086]
8301 \c STI                           ; FB                   [8086]
8303 These instructions set various flags. \c{STC} sets the carry flag;
8304 \c{STD} sets the direction flag; and \c{STI} sets the interrupt flag
8305 (thus enabling interrupts).
8307 To clear the carry, direction, or interrupt flags, use the \c{CLC},
8308 \c{CLD} and \c{CLI} instructions (\k{insCLC}). To invert the carry
8309 flag, use \c{CMC} (\k{insCMC}).
8311 \H{insSTOSB} \i\c{STOSB}, \i\c{STOSW}, \i\c{STOSD}: Store Byte to String
8313 \c STOSB                         ; AA                   [8086]
8314 \c STOSW                         ; o16 AB               [8086]
8315 \c STOSD                         ; o32 AB               [386]
8317 \c{STOSB} stores the byte in \c{AL} at \c{[ES:DI]} or \c{[ES:EDI]},
8318 and sets the flags accordingly. It then increments or decrements
8319 (depending on the direction flag: increments if the flag is clear,
8320 decrements if it is set) \c{DI} (or \c{EDI}).
8322 The register used is \c{DI} if the address size is 16 bits, and
8323 \c{EDI} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
8324 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
8325 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
8327 Segment override prefixes have no effect for this instruction: the
8328 use of \c{ES} for the store to \c{[DI]} or \c{[EDI]} cannot be
8329 overridden.
8331 \c{STOSW} and \c{STOSD} work in the same way, but they store the
8332 word in \c{AX} or the doubleword in \c{EAX} instead of the byte in
8333 \c{AL}, and increment or decrement the addressing registers by 2 or
8334 4 instead of 1.
8336 The \c{REP} prefix may be used to repeat the instruction \c{CX} (or
8337 \c{ECX} - again, the address size chooses which) times.
8339 \H{insSTR} \i\c{STR}: Store Task Register
8341 \c STR r/m16                     ; 0F 00 /1             [286,PRIV]
8343 \c{STR} stores the segment selector corresponding to the contents of
8344 the Task Register into its operand.
8346 \H{insSUB} \i\c{SUB}: Subtract Integers
8348 \c SUB r/m8,reg8                 ; 28 /r                [8086]
8349 \c SUB r/m16,reg16               ; o16 29 /r            [8086]
8350 \c SUB r/m32,reg32               ; o32 29 /r            [386]
8352 \c SUB reg8,r/m8                 ; 2A /r                [8086]
8353 \c SUB reg16,r/m16               ; o16 2B /r            [8086]
8354 \c SUB reg32,r/m32               ; o32 2B /r            [386]
8356 \c SUB r/m8,imm8                 ; 80 /5 ib             [8086]
8357 \c SUB r/m16,imm16               ; o16 81 /5 iw         [8086]
8358 \c SUB r/m32,imm32               ; o32 81 /5 id         [386]
8360 \c SUB r/m16,imm8                ; o16 83 /5 ib         [8086]
8361 \c SUB r/m32,imm8                ; o32 83 /5 ib         [386]
8363 \c SUB AL,imm8                   ; 2C ib                [8086]
8364 \c SUB AX,imm16                  ; o16 2D iw            [8086]
8365 \c SUB EAX,imm32                 ; o32 2D id            [386]
8367 \c{SUB} performs integer subtraction: it subtracts its second
8368 operand from its first, and leaves the result in its destination
8369 (first) operand. The flags are set according to the result of the
8370 operation: in particular, the carry flag is affected and can be used
8371 by a subsequent \c{SBB} instruction (\k{insSBB}).
8373 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
8374 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
8375 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
8376 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
8377 form of the instruction.
8379 \H{insTEST} \i\c{TEST}: Test Bits (notional bitwise AND)
8381 \c TEST r/m8,reg8                ; 84 /r                [8086]
8382 \c TEST r/m16,reg16              ; o16 85 /r            [8086]
8383 \c TEST r/m32,reg32              ; o32 85 /r            [386]
8385 \c TEST r/m8,imm8                ; F6 /7 ib             [8086]
8386 \c TEST r/m16,imm16              ; o16 F7 /7 iw         [8086]
8387 \c TEST r/m32,imm32              ; o32 F7 /7 id         [386]
8389 \c TEST AL,imm8                  ; A8 ib                [8086]
8390 \c TEST AX,imm16                 ; o16 A9 iw            [8086]
8391 \c TEST EAX,imm32                ; o32 A9 id            [386]
8393 \c{TEST} performs a `mental' bitwise AND of its two operands, and
8394 affects the flags as if the operation had taken place, but does not
8395 store the result of the operation anywhere.
8397 \H{insUMOV} \i\c{UMOV}: User Move Data
8399 \c UMOV r/m8,reg8                ; 0F 10 /r             [386,UNDOC]
8400 \c UMOV r/m16,reg16              ; o16 0F 11 /r         [386,UNDOC]
8401 \c UMOV r/m32,reg32              ; o32 0F 11 /r         [386,UNDOC]
8403 \c UMOV reg8,r/m8                ; 0F 12 /r             [386,UNDOC]
8404 \c UMOV reg16,r/m16              ; o16 0F 13 /r         [386,UNDOC]
8405 \c UMOV reg32,r/m32              ; o32 0F 13 /r         [386,UNDOC]
8407 This undocumented instruction is used by in-circuit emulators to
8408 access user memory (as opposed to host memory). It is used just like
8409 an ordinary memory/register or register/register \c{MOV}
8410 instruction, but accesses user space.
8412 \H{insVERR} \i\c{VERR}, \i\c{VERW}: Verify Segment Readability/Writability
8414 \c VERR r/m16                    ; 0F 00 /4             [286,PRIV]
8416 \c VERW r/m16                    ; 0F 00 /5             [286,PRIV]
8418 \c{VERR} sets the zero flag if the segment specified by the selector
8419 in its operand can be read from at the current privilege level.
8420 \c{VERW} sets the zero flag if the segment can be written.
8422 \H{insWAIT} \i\c{WAIT}: Wait for Floating-Point Processor
8424 \c WAIT                          ; 9B                   [8086]
8426 \c{WAIT}, on 8086 systems with a separate 8087 FPU, waits for the
8427 FPU to have finished any operation it is engaged in before
8428 continuing main processor operations, so that (for example) an FPU
8429 store to main memory can be guaranteed to have completed before the
8430 CPU tries to read the result back out.
8432 On higher processors, \c{WAIT} is unnecessary for this purpose, and
8433 it has the alternative purpose of ensuring that any pending unmasked
8434 FPU exceptions have happened before execution continues.
8436 \H{insWBINVD} \i\c{WBINVD}: Write Back and Invalidate Cache
8438 \c WBINVD                        ; 0F 09                [486]
8440 \c{WBINVD} invalidates and empties the processor's internal caches,
8441 and causes the processor to instruct external caches to do the same.
8442 It writes the contents of the caches back to memory first, so no
8443 data is lost. To flush the caches quickly without bothering to write
8444 the data back first, use \c{INVD} (\k{insINVD}).
8446 \H{insWRMSR} \i\c{WRMSR}: Write Model-Specific Registers
8448 \c WRMSR                         ; 0F 30                [PENT]
8450 \c{WRMSR} writes the value in \c{EDX:EAX} to the processor
8451 Model-Specific Register (MSR) whose index is stored in \c{ECX}. See
8452 also \c{RDMSR} (\k{insRDMSR}).
8454 \H{insXADD} \i\c{XADD}: Exchange and Add
8456 \c XADD r/m8,reg8                ; 0F C0 /r             [486]
8457 \c XADD r/m16,reg16              ; o16 0F C1 /r         [486]
8458 \c XADD r/m32,reg32              ; o32 0F C1 /r         [486]
8460 \c{XADD} exchanges the values in its two operands, and then adds
8461 them together and writes the result into the destination (first)
8462 operand. This instruction can be used with a \c{LOCK} prefix for
8463 multi-processor synchronisation purposes.
8465 \H{insXBTS} \i\c{XBTS}: Extract Bit String
8467 \c XBTS reg16,r/m16              ; o16 0F A6 /r         [386,UNDOC]
8468 \c XBTS reg32,r/m32              ; o32 0F A6 /r         [386,UNDOC]
8470 No clear documentation seems to be available for this instruction:
8471 the best I've been able to find reads `Takes a string of bits from
8472 the first operand and puts them in the second operand'. It is
8473 present only in early 386 processors, and conflicts with the opcodes
8474 for \c{CMPXCHG486}. NASM supports it only for completeness. Its
8475 counterpart is \c{IBTS} (see \k{insIBTS}).
8477 \H{insXCHG} \i\c{XCHG}: Exchange
8479 \c XCHG reg8,r/m8                ; 86 /r                [8086]
8480 \c XCHG reg16,r/m8               ; o16 87 /r            [8086]
8481 \c XCHG reg32,r/m32              ; o32 87 /r            [386]
8483 \c XCHG r/m8,reg8                ; 86 /r                [8086]
8484 \c XCHG r/m16,reg16              ; o16 87 /r            [8086]
8485 \c XCHG r/m32,reg32              ; o32 87 /r            [386]
8487 \c XCHG AX,reg16                 ; o16 90+r             [8086]
8488 \c XCHG EAX,reg32                ; o32 90+r             [386]
8489 \c XCHG reg16,AX                 ; o16 90+r             [8086]
8490 \c XCHG reg32,EAX                ; o32 90+r             [386]
8492 \c{XCHG} exchanges the values in its two operands. It can be used
8493 with a \c{LOCK} prefix for purposes of multi-processor
8494 synchronisation.
8496 \c{XCHG AX,AX} or \c{XCHG EAX,EAX} (depending on the \c{BITS}
8497 setting) generates the opcode \c{90h}, and so is a synonym for
8498 \c{NOP} (\k{insNOP}).
8500 \H{insXLATB} \i\c{XLATB}: Translate Byte in Lookup Table
8502 \c XLATB                         ; D7                   [8086]
8504 \c{XLATB} adds the value in \c{AL}, treated as an unsigned byte, to
8505 \c{BX} or \c{EBX}, and loads the byte from the resulting address (in
8506 the segment specified by \c{DS}) back into \c{AL}.
8508 The base register used is \c{BX} if the address size is 16 bits, and
8509 \c{EBX} if it is 32 bits. If you need to use an address size not
8510 equal to the current \c{BITS} setting, you can use an explicit
8511 \i\c{a16} or \i\c{a32} prefix.
8513 The segment register used to load from \c{[BX+AL]} or \c{[EBX+AL]}
8514 can be overridden by using a segment register name as a prefix (for
8515 example, \c{es xlatb}).
8517 \H{insXOR} \i\c{XOR}: Bitwise Exclusive OR
8519 \c XOR r/m8,reg8                 ; 30 /r                [8086]
8520 \c XOR r/m16,reg16               ; o16 31 /r            [8086]
8521 \c XOR r/m32,reg32               ; o32 31 /r            [386]
8523 \c XOR reg8,r/m8                 ; 32 /r                [8086]
8524 \c XOR reg16,r/m16               ; o16 33 /r            [8086]
8525 \c XOR reg32,r/m32               ; o32 33 /r            [386]
8527 \c XOR r/m8,imm8                 ; 80 /6 ib             [8086]
8528 \c XOR r/m16,imm16               ; o16 81 /6 iw         [8086]
8529 \c XOR r/m32,imm32               ; o32 81 /6 id         [386]
8531 \c XOR r/m16,imm8                ; o16 83 /6 ib         [8086]
8532 \c XOR r/m32,imm8                ; o32 83 /6 ib         [386]
8534 \c XOR AL,imm8                   ; 34 ib                [8086]
8535 \c XOR AX,imm16                  ; o16 35 iw            [8086]
8536 \c XOR EAX,imm32                 ; o32 35 id            [386]
8538 \c{XOR} performs a bitwise XOR operation between its two operands
8539 (i.e. each bit of the result is 1 if and only if exactly one of the
8540 corresponding bits of the two inputs was 1), and stores the result
8541 in the destination (first) operand.
8543 In the forms with an 8-bit immediate second operand and a longer
8544 first operand, the second operand is considered to be signed, and is
8545 sign-extended to the length of the first operand. In these cases,
8546 the \c{BYTE} qualifier is necessary to force NASM to generate this
8547 form of the instruction.
8549 The MMX instruction \c{PXOR} (see \k{insPXOR}) performs the same
8550 operation on the 64-bit MMX registers.