doc: add (deprecated) to context fall-through lookup heading
[nasm.git] / doc / nasmdoc.src
blob1dfb021d7b5c8f7c628fa75fa99515b04c1ba3b4
1 \# --------------------------------------------------------------------------
2 \#
3 \#   Copyright 1996-2017 The NASM Authors - All Rights Reserved
4 \#   See the file AUTHORS included with the NASM distribution for
5 \#   the specific copyright holders.
6 \#
7 \#   Redistribution and use in source and binary forms, with or without
8 \#   modification, are permitted provided that the following
9 \#   conditions are met:
11 \#   * Redistributions of source code must retain the above copyright
12 \#     notice, this list of conditions and the following disclaimer.
13 \#   * Redistributions in binary form must reproduce the above
14 \#     copyright notice, this list of conditions and the following
15 \#     disclaimer in the documentation and/or other materials provided
16 \#     with the distribution.
18 \#     THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND
19 \#     CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
20 \#     INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
21 \#     MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
22 \#     DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
23 \#     CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
24 \#     SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
25 \#     NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
26 \#     LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
27 \#     HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
28 \#     CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
29 \#     OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
30 \#     EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
32 \# --------------------------------------------------------------------------
34 \# Source code to NASM documentation
37 \M{category}{Programming}
38 \M{title}{NASM - The Netwide Assembler}
39 \M{year}{1996-2017}
40 \M{author}{The NASM Development Team}
41 \M{copyright_tail}{-- All Rights Reserved}
42 \M{license}{This document is redistributable under the license given in the file "LICENSE" distributed in the NASM archive.}
43 \M{summary}{This file documents NASM, the Netwide Assembler: an assembler targetting the Intel x86 series of processors, with portable source.}
44 \M{infoname}{NASM}
45 \M{infofile}{nasm}
46 \M{infotitle}{The Netwide Assembler for x86}
47 \M{epslogo}{nasmlogo.eps}
48 \M{logoyadj}{-72}
50 \& version.src
52 \IR{-D} \c{-D} option
53 \IR{-E} \c{-E} option
54 \IR{-F} \c{-F} option
55 \IR{-I} \c{-I} option
56 \IR{-M} \c{-M} option
57 \IR{-MD} \c{-MD} option
58 \IR{-MF} \c{-MF} option
59 \IR{-MG} \c{-MG} option
60 \IR{-MP} \c{-MP} option
61 \IR{-MQ} \c{-MQ} option
62 \IR{-MT} \c{-MT} option
63 \IR{-O} \c{-O} option
64 \IR{-P} \c{-P} option
65 \IR{-U} \c{-U} option
66 \IR{-X} \c{-X} option
67 \IR{-a} \c{-a} option
68 \IR{-d} \c{-d} option
69 \IR{-e} \c{-e} option
70 \IR{-f} \c{-f} option
71 \IR{-g} \c{-g} option
72 \IR{-i} \c{-i} option
73 \IR{-l} \c{-l} option
74 \IR{-o} \c{-o} option
75 \IR{-p} \c{-p} option
76 \IR{-s} \c{-s} option
77 \IR{-u} \c{-u} option
78 \IR{-v} \c{-v} option
79 \IR{-W} \c{-W} option
80 \IR{-Werror} \c{-Werror} option
81 \IR{-Wno-error} \c{-Wno-error} option
82 \IR{-w} \c{-w} option
83 \IR{-y} \c{-y} option
84 \IR{-Z} \c{-Z} option
85 \IR{!=} \c{!=} operator
86 \IR{$, here} \c{$}, Here token
87 \IR{$, prefix} \c{$}, prefix
88 \IR{$$} \c{$$} token
89 \IR{%} \c{%} operator
90 \IR{%%} \c{%%} operator
91 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
92 \IA{%-1}{%+1}
93 \IR{%0} \c{%0} parameter count
94 \IR{&} \c{&} operator
95 \IR{&&} \c{&&} operator
96 \IR{*} \c{*} operator
97 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
98 \IR{/} \c{/} operator
99 \IR{//} \c{//} operator
100 \IR{<} \c{<} operator
101 \IR{<<} \c{<<} operator
102 \IR{<=} \c{<=} operator
103 \IR{<>} \c{<>} operator
104 \IR{=} \c{=} operator
105 \IR{==} \c{==} operator
106 \IR{>} \c{>} operator
107 \IR{>=} \c{>=} operator
108 \IR{>>} \c{>>} operator
109 \IR{?} \c{?} MASM syntax
110 \IR{^} \c{^} operator
111 \IR{^^} \c{^^} operator
112 \IR{|} \c{|} operator
113 \IR{||} \c{||} operator
114 \IR{~} \c{~} operator
115 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
116 \IA{%$$}{%$}
117 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
118 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
119 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
120 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
121 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
122 \IR{! opunary} \c{!} operator, unary
123 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
124 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
125 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
126 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
127 variables
128 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
129 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
130 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
131 \IR{autoconf} Autoconf
132 \IR{bin} bin
133 \IR{bitwise and} bitwise AND
134 \IR{bitwise or} bitwise OR
135 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
136 \IR{block ifs} block IFs
137 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
138 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
139 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
140 \IR{bsd} BSD
141 \IR{c calling convention} C calling convention
142 \IR{c symbol names} C symbol names
143 \IA{critical expressions}{critical expression}
144 \IA{command line}{command-line}
145 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
146 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
147 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
148 \IA{character constants}{character constant}
149 \IR{codeview} CodeView debugging format
150 \IR{common object file format} Common Object File Format
151 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
152 in \c{elf}
153 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
154 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
155 \IR{declaring structure} declaring structures
156 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
157 \IR{devpac} DevPac
158 \IR{djgpp} DJGPP
159 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
160 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
161 \IR{dos} DOS
162 \IR{dos archive} DOS archive
163 \IR{dos source archive} DOS source archive
164 \IA{effective address}{effective addresses}
165 \IA{effective-address}{effective addresses}
166 \IR{elf} ELF
167 \IR{elf, 16-bit code and} ELF, 16-bit code and
168 \IR{elf shared libraries} ELF, shared libraries
169 \IR{elf32} \c{elf32}
170 \IR{elf64} \c{elf64}
171 \IR{elfx32} \c{elfx32}
172 \IR{executable and linkable format} Executable and Linkable Format
173 \IR{extern, obj extensions to} \c{EXTERN}, \c{obj} extensions to
174 \IR{extern, rdf extensions to} \c{EXTERN}, \c{rdf} extensions to
175 \IR{floating-point, constants} floating-point, constants
176 \IR{floating-point, packed bcd constants} floating-point, packed BCD constants
177 \IR{freebsd} FreeBSD
178 \IR{freelink} FreeLink
179 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
180 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
181 convention
182 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
183 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
184 \IR{global, rdf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{rdf} extensions to
185 \IR{got} GOT
186 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
187 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
188 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
189 \IR{intel number formats} Intel number formats
190 \IR{linux, elf} Linux, ELF
191 \IR{linux, a.out} Linux, \c{a.out}
192 \IR{linux, as86} Linux, \c{as86}
193 \IR{logical and} logical AND
194 \IR{logical or} logical OR
195 \IR{logical xor} logical XOR
196 \IR{mach object file format} Mach, object file format
197 \IA{mach-o}{macho}
198 \IR{mach-o} Mach-O, object file format
199 \IR{macho32} \c{macho32}
200 \IR{macho64} \c{macho64}
201 \IR{macos x} MacOS X
202 \IR{masm} MASM
203 \IA{memory reference}{memory references}
204 \IR{minix} Minix
205 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
206 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
207 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
208 \IR{mmx registers} MMX registers
209 \IA{modr/m}{modr/m byte}
210 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
211 \IR{ms-dos} MS-DOS
212 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
213 \IR{multipush} \c{multipush} macro
214 \IR{nan} NaN
215 \IR{nasm version} NASM version
216 \IR{netbsd} NetBSD
217 \IR{nsis} NSIS
218 \IR{nullsoft scriptable installer} Nullsoft Scriptable Installer
219 \IR{omf} OMF
220 \IR{openbsd} OpenBSD
221 \IR{operating system} operating system
222 \IR{os/2} OS/2
223 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
224 \IR{passes} passes, assembly
225 \IR{perl} Perl
226 \IR{pic} PIC
227 \IR{pharlap} PharLap
228 \IR{plt} PLT
229 \IR{plt} \c{PLT} relocations
230 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
231 \IA{preprocessor expressions}{preprocessor, expressions}
232 \IA{preprocessor loops}{preprocessor, loops}
233 \IA{preprocessor variables}{preprocessor, variables}
234 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
235 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
236 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
237 Object File Format
238 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
239 \IA{repeating}{repeating code}
240 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
241 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
242 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
243 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
244 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
245 \IR{section, macho extensions to} \c{SECTION}, \c{macho} extensions to
246 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
247 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
248 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
249 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
250 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
251 \IR{shift command} \c{shift} command
252 \IA{sib}{sib byte}
253 \IR{sib byte} SIB byte
254 \IR{align, smart} \c{ALIGN}, smart
255 \IA{sectalign}{sectalign}
256 \IR{solaris x86} Solaris x86
257 \IA{standard section names}{standardized section names}
258 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
259 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
260 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
261 \IR{tlink} \c{TLINK}
262 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
263 \IR{unicode} Unicode
264 \IR{unix} Unix
265 \IR{utf-8} UTF-8
266 \IR{utf-16} UTF-16
267 \IR{utf-32} UTF-32
268 \IA{sco unix}{unix, sco}
269 \IR{unix, sco} Unix, SCO
270 \IA{unix source archive}{unix, source archive}
271 \IR{unix, source archive} Unix, source archive
272 \IA{unix system v}{unix, system v}
273 \IR{unix, system v} Unix, System V
274 \IR{unixware} UnixWare
275 \IR{val} VAL
276 \IR{version number of nasm} version number of NASM
277 \IR{visual c++} Visual C++
278 \IR{www page} WWW page
279 \IR{win32} Win32
280 \IR{win32} Win64
281 \IR{windows} Windows
282 \IR{windows 95} Windows 95
283 \IR{windows nt} Windows NT
284 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
285 \# \IC{program entry point}{start point, program}
286 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
287 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
288 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
291 \C{intro} Introduction
293 \H{whatsnasm} What Is NASM?
295 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 and x86-64 assembler designed
296 for portability and modularity. It supports a range of object file
297 formats, including Linux and \c{*BSD} \c{a.out}, \c{ELF}, \c{COFF},
298 \c{Mach-O}, 16-bit and 32-bit \c{OBJ} (OMF) format, \c{Win32} and
299 \c{Win64}. It will also output plain binary files, Intel hex and
300 Motorola S-Record formats. Its syntax is designed to be simple and
301 easy to understand, similar to the syntax in the Intel Software
302 Developer Manual with minimal complexity. It supports all currently
303 known x86 architectural extensions, and has strong support for macros.
305 NASM also comes with a set of utilities for handling the \c{RDOFF}
306 custom object-file format.
308 \S{legal} \i{License} Conditions
310 Please see the file \c{LICENSE}, supplied as part of any NASM
311 distribution archive, for the license conditions under which you may
312 use NASM.  NASM is now under the so-called 2-clause BSD license, also
313 known as the simplified BSD license.
315 Copyright 1996-2017 the NASM Authors - All rights reserved.
317 Redistribution and use in source and binary forms, with or without
318 modification, are permitted provided that the following conditions are
319 met:
321 \b Redistributions of source code must retain the above copyright
322 notice, this list of conditions and the following disclaimer.
324 \b Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
325 notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
326 documentation and/or other materials provided with the distribution.
328 THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND
329 CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
330 INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
331 MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
332 DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
333 CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
334 SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
335 NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
336 LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
337 HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
338 CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
339 OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
340 EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
342 \C{running} Running NASM
344 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
346 To assemble a file, you issue a command of the form
348 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
350 For example,
352 \c nasm -f elf myfile.asm
354 will assemble \c{myfile.asm} into an \c{ELF} object file \c{myfile.o}. And
356 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
358 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
360 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
361 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
362 to give a listing file name, for example:
364 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
366 To get further usage instructions from NASM, try typing
368 \c nasm -h
370 As \c{-hf}, this will also list the available output file formats, and what they
371 are.
373 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out}
374 or \c{ELF}, type
376 \c file nasm
378 (in the directory in which you put the NASM binary when you
379 installed it). If it says something like
381 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
383 then your system is \c{ELF}, and you should use the option \c{-f elf}
384 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
386 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
388 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
389 \c{-f aout} instead (Linux \c{a.out} systems have long been obsolete,
390 and are rare these days.)
392 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
393 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
394 messages.
397 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
399 NASM will normally choose the name of your output file for you;
400 precisely how it does this is dependent on the object file format.
401 For Microsoft object file formats (\c{obj}, \c{win32} and \c{win64}),
402 it will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
403 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
404 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\c{aout}, \c{as86},
405 \c{coff}, \c{elf32}, \c{elf64}, \c{elfx32}, \c{ieee}, \c{macho32} and
406 \c{macho64}) it will substitute \c{.o}. For \c{dbg}, \c{rdf}, \c{ith}
407 and \c{srec}, it will use \c{.dbg}, \c{.rdf}, \c{.ith} and \c{.srec},
408 respectively, and for the \c{bin} format it will simply remove the
409 extension, so that \c{myfile.asm} produces the output file \c{myfile}.
411 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
412 has the same name as the input file, in which case it will give a
413 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
415 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
416 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
417 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
418 with the name you wish for the output file, either with or without
419 an intervening space. For example:
421 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
422 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
424 Note that this is a small o, and is different from a capital O , which
425 is used to specify the number of optimisation passes required. See \k{opt-O}.
428 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
430 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
431 output file format for you itself. In the distribution versions of
432 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
433 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
434 choose what you want the default to be.
436 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
437 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
439 A complete list of the available output file formats can be given by
440 issuing the command \i\c{nasm -hf}.
443 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
445 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
446 optional space) by a file name, NASM will generate a
447 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
448 code are listed on the left, and the actual source code, with
449 expansions of multi-line macros (except those which specifically
450 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
451 right. For example:
453 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
455 If a list file is selected, you may turn off listing for a
456 section of your source with \c{[list -]}, and turn it back on
457 with \c{[list +]}, (the default, obviously). There is no "user
458 form" (without the brackets). This can be used to list only
459 sections of interest, avoiding excessively long listings.
462 \S{opt-M} The \i\c{-M} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
464 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
465 This can be redirected to a file for further processing. For example:
467 \c nasm -M myfile.asm > myfile.dep
470 \S{opt-MG} The \i\c{-MG} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
472 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
473 This differs from the \c{-M} option in that if a nonexisting file is
474 encountered, it is assumed to be a generated file and is added to the
475 dependency list without a prefix.
478 \S{opt-MF} The \i\c\{-MF} Option: Set Makefile Dependency File
480 This option can be used with the \c{-M} or \c{-MG} options to send the
481 output to a file, rather than to stdout.  For example:
483 \c nasm -M -MF myfile.dep myfile.asm
486 \S{opt-MD} The \i\c{-MD} Option: Assemble and Generate Dependencies
488 The \c{-MD} option acts as the combination of the \c{-M} and \c{-MF}
489 options (i.e. a filename has to be specified.)  However, unlike the
490 \c{-M} or \c{-MG} options, \c{-MD} does \e{not} inhibit the normal
491 operation of the assembler.  Use this to automatically generate
492 updated dependencies with every assembly session.  For example:
494 \c nasm -f elf -o myfile.o -MD myfile.dep myfile.asm
497 \S{opt-MT} The \i\c{-MT} Option: Dependency Target Name
499 The \c{-MT} option can be used to override the default name of the
500 dependency target.  This is normally the same as the output filename,
501 specified by the \c{-o} option.
504 \S{opt-MQ} The \i\c{-MQ} Option: Dependency Target Name (Quoted)
506 The \c{-MQ} option acts as the \c{-MT} option, except it tries to
507 quote characters that have special meaning in Makefile syntax.  This
508 is not foolproof, as not all characters with special meaning are
509 quotable in Make.  The default output (if no \c{-MT} or \c{-MQ} option
510 is specified) is automatically quoted.
513 \S{opt-MP} The \i\c{-MP} Option: Emit phony targets
515 When used with any of the dependency generation options, the \c{-MP}
516 option causes NASM to emit a phony target without dependencies for
517 each header file.  This prevents Make from complaining if a header
518 file has been removed.
521 \S{opt-F} The \i\c{-F} Option: Selecting a \i{Debug Information Format}
523 This option is used to select the format of the debug information
524 emitted into the output file, to be used by a debugger (or \e{will}
525 be). Prior to version 2.03.01, the use of this switch did \e{not} enable
526 output of the selected debug info format.  Use \c{-g}, see \k{opt-g},
527 to enable output.  Versions 2.03.01 and later automatically enable \c{-g}
528 if \c{-F} is specified.
530 A complete list of the available debug file formats for an output
531 format can be seen by issuing the command \c{nasm -f <format> -y}.  Not
532 all output formats currently support debugging output.  See \k{opt-y}.
534 This should not be confused with the \c{-f dbg} output format option which
535 is not built into NASM by default. For information on how
536 to enable it when building from the sources, see \k{dbgfmt}.
539 \S{opt-g} The \i\c{-g} Option: Enabling \i{Debug Information}.
541 This option can be used to generate debugging information in the specified
542 format. See \k{opt-F}. Using \c{-g} without \c{-F} results in emitting
543 debug info in the default format, if any, for the selected output format.
544 If no debug information is currently implemented in the selected output
545 format, \c{-g} is \e{silently ignored}.
548 \S{opt-X} The \i\c{-X} Option: Selecting an \i{Error Reporting Format}
550 This option can be used to select an error reporting format for any
551 error messages that might be produced by NASM.
553 Currently, two error reporting formats may be selected.  They are
554 the \c{-Xvc} option and the \c{-Xgnu} option.  The GNU format is
555 the default and looks like this:
557 \c filename.asm:65: error: specific error message
559 where \c{filename.asm} is the name of the source file in which the
560 error was detected, \c{65} is the source file line number on which
561 the error was detected, \c{error} is the severity of the error (this
562 could be \c{warning}), and \c{specific error message} is a more
563 detailed text message which should help pinpoint the exact problem.
565 The other format, specified by \c{-Xvc} is the style used by Microsoft
566 Visual C++ and some other programs.  It looks like this:
568 \c filename.asm(65) : error: specific error message
570 where the only difference is that the line number is in parentheses
571 instead of being delimited by colons.
573 See also the \c{Visual C++} output format, \k{win32fmt}.
575 \S{opt-Z} The \i\c{-Z} Option: Send Errors to a File
577 Under \I{DOS}\c{MS-DOS} it can be difficult (though there are ways) to
578 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
579 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
580 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
581 example) you want to load them into an editor.
583 NASM therefore provides the \c{-Z} option, taking a filename argument
584 which causes errors to be sent to the specified files rather than
585 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
586 the errors into a file by typing
588 \c nasm -Z myfile.err -f obj myfile.asm
590 In earlier versions of NASM, this option was called \c{-E}, but it was
591 changed since \c{-E} is an option conventionally used for
592 preprocessing only, with disastrous results.  See \k{opt-E}.
594 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
596 The \c{-s} option redirects \i{error messages} to \c{stdout} rather
597 than \c{stderr}, so it can be redirected under \I{DOS}\c{MS-DOS}. To
598 assemble the file \c{myfile.asm} and pipe its output to the \c{more}
599 program, you can type:
601 \c nasm -s -f obj myfile.asm | more
603 See also the \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
606 \S{opt-i} The \i\c{-i}\I\c{-I} Option: Include File Search Directories
608 When NASM sees the \i\c{%include} or \i\c{%pathsearch} directive in a
609 source file (see \k{include}, \k{pathsearch} or \k{incbin}), it will
610 search for the given file not only in the current directory, but also
611 in any directories specified on the command line by the use of the
612 \c{-i} option. Therefore you can include files from a \i{macro
613 library}, for example, by typing
615 \c nasm -ic:\macrolib\ -f obj myfile.asm
617 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
618 optional).
620 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
621 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
622 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
623 prepended exactly as written to the name of the include file.
624 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
625 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
627 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
628 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
629 to search for the file \c{foobar.i}...)
631 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
632 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
633 more \c{-i} directives in the \c{NASMENV} environment variable (see
634 \k{nasmenv}).
636 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
637 be specified as \c{-I}.
640 \S{opt-p} The \i\c{-p}\I\c{-P} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
642 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
643 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
644 option. So running
646 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
648 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
649 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
651 For consistency with the \c{-I}, \c{-D} and \c{-U} options, this
652 option can also be specified as \c{-P}.
655 \S{opt-d} The \i\c{-d}\I\c{-D} Option: \I{pre-defining macros}Pre-Define a Macro
657 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
658 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
659 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
660 could code
662 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
664 as an alternative to placing the directive
666 \c %define FOO 100
668 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
669 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
670 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
671 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
672 \c{-dDEBUG}.
674 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
675 be specified as \c{-D}.
678 \S{opt-u} The \i\c{-u}\I\c{-U} Option: \I{Undefining macros}Undefine a Macro
680 \I\c{%undef}The \c{-u} option undefines a macro that would otherwise
681 have been pre-defined, either automatically or by a \c{-p} or \c{-d}
682 option specified earlier on the command lines.
684 For example, the following command line:
686 \c nasm myfile.asm -dFOO=100 -uFOO
688 would result in \c{FOO} \e{not} being a predefined macro in the
689 program. This is useful to override options specified at a different
690 point in a Makefile.
692 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
693 be specified as \c{-U}.
696 \S{opt-E} The \i\c{-E}\I{-e} Option: Preprocess Only
698 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
699 point. Using the \c{-E} option (which requires no arguments) will
700 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
701 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
702 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
703 if the \c{-o} option is also used).
705 This option cannot be applied to programs which require the
706 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
707 which depend on the values of symbols: so code such as
709 \c %assign tablesize ($-tablestart)
711 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
713 For compatiblity with older version of NASM, this option can also be
714 written \c{-e}.  \c{-E} in older versions of NASM was the equivalent
715 of the current \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
717 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
719 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
720 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
721 completely and assume the compiler has already done it, to save time
722 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
723 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
724 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
727 \S{opt-O} The \i\c{-O} Option: Specifying \i{Multipass Optimization}
729 Using the \c{-O} option, you can tell NASM to carry out different
730 levels of optimization.  The syntax is:
732 \b \c{-O0}: No optimization. All operands take their long forms,
733         if a short form is not specified, except conditional jumps.
734         This is intended to match NASM 0.98 behavior.
736 \b \c{-O1}: Minimal optimization. As above, but immediate operands
737         which will fit in a signed byte are optimized,
738         unless the long form is specified.  Conditional jumps default
739         to the long form unless otherwise specified.
741 \b \c{-Ox} (where \c{x} is the actual letter \c{x}): Multipass optimization.
742         Minimize branch offsets and signed immediate bytes,
743         overriding size specification unless the \c{strict} keyword
744         has been used (see \k{strict}).  For compatibility with earlier
745         releases, the letter \c{x} may also be any number greater than
746         one. This number has no effect on the actual number of passes.
748 The \c{-Ox} mode is recommended for most uses, and is the default
749 since NASM 2.09.
751 Note that this is a capital \c{O}, and is different from a small \c{o}, which
752 is used to specify the output file name. See \k{opt-o}.
755 \S{opt-t} The \i\c{-t} Option: Enable TASM Compatibility Mode
757 NASM includes a limited form of compatibility with Borland's \i\c{TASM}.
758 When NASM's \c{-t} option is used, the following changes are made:
760 \b local labels may be prefixed with \c{@@} instead of \c{.}
762 \b size override is supported within brackets. In TASM compatible mode,
763 a size override inside square brackets changes the size of the operand,
764 and not the address type of the operand as it does in NASM syntax. E.g.
765 \c{mov eax,[DWORD val]} is valid syntax in TASM compatibility mode.
766 Note that you lose the ability to override the default address type for
767 the instruction.
769 \b unprefixed forms of some directives supported (\c{arg}, \c{elif},
770 \c{else}, \c{endif}, \c{if}, \c{ifdef}, \c{ifdifi}, \c{ifndef},
771 \c{include}, \c{local})
773 \S{opt-w} The \i\c{-w} and \i\c{-W} Options: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
775 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
776 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
777 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
778 conditions are reported like errors, but come up with the word
779 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
780 generating an output file and returning a success status to the
781 operating system.
783 Some conditions are even less severe than that: they are only
784 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
785 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
786 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
787 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
788 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
789 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
791 The current \i{warning classes} are:
793 \b \i\c{other} specifies any warning not otherwise specified in any
794 class.  Enabled by default.
796 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
797 being invoked with the wrong number of parameters. Enabled by default;
798 see \k{mlmacover} for an example of why you might want to disable it.
800 \b \i\c{macro-selfref} warns if a macro references itself. Disabled by
801 default.
803 \b \i\c{macro-defaults} warns when a macro has more default parameters
804 than optional parameters. Enabled by default; see \k{mlmacdef} for why
805 you might want to disable it.
807 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
808 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
809 NASM warns about this somewhat obscure condition by default;
810 see \k{syntax} for more information.
812 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
813 don't fit in 64 bits.  Enabled by default.
815 \b \i\c{gnu-elf-extensions} warns if 8-bit or 16-bit relocations
816 are used in \c{-f elf} format. The GNU extensions allow this.
817 Disabled by default.
819 \b \i\c{float-overflow} warns about floating point overflow.
820 Enabled by default.
822 \b \i\c{float-denorm} warns about floating point denormals.
823 Disabled by default.
825 \b \i\c{float-underflow} warns about floating point underflow.
826 Disabled by default.
828 \b \i\c{float-toolong} warns about too many digits in floating-point numbers.
829 Enabled by default.
831 \b \i\c{user} controls \c{%warning} directives (see \k{pperror}).
832 Enabled by default.
834 \b \i\c{lock} warns about \c{LOCK} prefixes on unlockable instructions.
835 Enabled by default.
837 \b \i\c{hle} warns about invalid use of the HLE \c{XACQUIRE} or \c{XRELEASE}
838 prefixes.
839 Enabled by default.
841 \b \i\c{bnd} warns about ineffective use of the \c{BND} prefix when a relaxed
842 form of jmp instruction becomes jmp short form.
843 Enabled by default.
845 \b \i\c{zext-reloc} warns that a relocation has been zero-extended due
846 to limitations in the output format.  Enabled by default.
848 \b \i\c\{ptr} warns about keywords used in other assemblers that might
849 indicate a mistake in the source code.  Currently only the MASM
850 \c{PTR} keyword is recognized.  Enabled by default.
852 \b \i\c{bad-pragma} warns about a malformed or otherwise unparsable
853 \c{%pragma} directive.  Disabled by default.
855 \b \i\c{unknown-pragma} warns about an unknown \c{%pragma} directive.
856 This is not yet implemented.  Disabled by default.
858 \b \i\c{not-my-pragma} warns about a \c{%pragma} directive which is
859 not applicable to this particular assembly session.  This is not yet
860 implemented.  Disabled by default.
862 \b \i\c{unknown-warning} warns about a \c{-w} or \c{-W} option or a
863 \c{[WARNING]} directive that contains an unknown warning name or is
864 otherwise not possible to process.  Disabled by default.
866 \b \i\c{all} is an alias for \e{all} suppressible warning classes.
867 Thus, \c{-w+all} enables all available warnings, and \c{-w-all}
868 disables warnings entirely (since NASM 2.13).
870 Since version 2.00, NASM has also supported the \c{gcc}-like syntax
871 \c{-Wwarning-class} and \c{-Wno-warning-class} instead of
872 \c{-w+warning-class} and \c{-w-warning-class}, respectively; both
873 syntaxes work identically.
875 The option \c{-w+error} or \i\c{-Werror} can be used to treat warnings
876 as errors.  This can be controlled on a per warning class basis
877 (\c{-w+error=}\e{warning-class} or \c{-Werror=}\e{warning-class});
878 if no \e{warning-class} is specified NASM treats it as
879 \c{-w+error=all}; the same applies to \c{-w-error} or
880 \i\c{-Wno-error},
881 of course.
883 In addition, you can control warnings in the source code itself, using
884 the \i\c{[WARNING]} directive.  See \k{asmdir-warning}.
887 \S{opt-v} The \i\c{-v} Option: Display \i{Version} Info
889 Typing \c{NASM -v} will display the version of NASM which you are using,
890 and the date on which it was compiled.
892 You will need the version number if you report a bug.
894 For command-line compatibility with Yasm, the form \i\c{--v} is also
895 accepted for this option starting in NASM version 2.11.05.
897 \S{opt-y} The \i\c{-y} Option: Display Available Debug Info Formats
899 Typing \c{nasm -f <option> -y} will display a list of the available
900 debug info formats for the given output format. The default format
901 is indicated by an asterisk. For example:
903 \c nasm -f elf -y
905 \c valid debug formats for 'elf32' output format are
906 \c   ('*' denotes default):
907 \c   * stabs     ELF32 (i386) stabs debug format for Linux
908 \c     dwarf     elf32 (i386) dwarf debug format for Linux
911 \S{opt-pfix} The \i\c{--prefix} and \i\c{--postfix} Options.
913 The \c{--prefix} and \c{--postfix} options prepend or append
914 (respectively) the given argument to all \c{global} or
915 \c{extern} variables. E.g. \c{--prefix _} will prepend the
916 underscore to all global and external variables, as C requires it in
917 some, but not all, system calling conventions.
920 \S{nasmenv} The \i\c{NASMENV} \i{Environment} Variable
922 If you define an environment variable called \c{NASMENV}, the program
923 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
924 processed before the real command line. You can use this to define
925 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
926 options in the \c{NASMENV} variable.
928 The value of the variable is split up at white space, so that the
929 value \c{-s -ic:\\nasmlib\\} will be treated as two separate options.
930 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
931 what you might want, because it will be split at the space and the
932 NASM command-line processing will get confused by the two
933 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
935 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
936 \c{NASMENV} environment variable with some character that isn't a minus
937 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
938 character} for options. So setting the \c{NASMENV} variable to the
939 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib\\} is equivalent to setting it to \c{-s
940 -ic:\\nasmlib\\}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
942 This environment variable was previously called \c{NASM}. This was
943 changed with version 0.98.31.
946 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
948 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
949 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
950 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
951 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
952 skipping this section.
955 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
957 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
958 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
959 If you're assembling to \c{DOS} or \c{OS/2} \c{.OBJ} files, you can
960 invoke the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to
961 ensure that all symbols exported to other code modules are forced
962 to be upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM
963 will distinguish between labels differing only in case.
966 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
968 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
969 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
970 practical, for the user to look at a single line of NASM code
971 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
972 if you declare, for example,
974 \c foo     equ     1
975 \c bar     dw      2
977 then the two lines of code
979 \c         mov     ax,foo
980 \c         mov     ax,bar
982 generate completely different opcodes, despite having
983 identical-looking syntaxes.
985 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
986 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
987 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
988 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
989 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
990 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
991 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
992 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
994 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
995 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
996 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
997 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
998 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
999 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
1001 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
1002 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
1003 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
1004 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
1005 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
1006 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
1007 \e{everything} is a label.
1009 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
1010 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
1011 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
1012 portion outside square brackets and another portion inside. The
1013 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
1014 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
1017 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
1019 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
1020 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
1021 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
1022 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
1023 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
1024 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
1025 \c{mov word [var],2}.
1027 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
1028 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
1029 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
1030 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
1031 the strings being manipulated.
1034 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
1036 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
1037 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
1038 choose to put in your segment registers, and will never
1039 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
1042 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
1044 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
1045 memory models. The programmer has to keep track of which functions
1046 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
1047 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
1048 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
1049 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
1050 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
1051 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
1052 track of which external variable definitions are far and which are
1053 near.
1056 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
1058 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
1059 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
1060 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
1061 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
1063 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
1064 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
1065 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
1066 on a misunderstanding by the authors.
1069 \S{qsother} Other Differences
1071 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
1072 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
1074 NASM does not declare \i{uninitialized storage} in the same way as
1075 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
1076 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
1077 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
1078 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
1079 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
1080 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
1082 In addition to all of this, macros and directives work completely
1083 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
1084 details.
1087 \C{lang} The NASM Language
1089 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
1091 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
1092 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
1093 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
1095 \c label:    instruction operands        ; comment
1097 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
1098 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
1099 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
1100 presence and nature of the instruction field.
1102 NASM uses backslash (\\) as the line continuation character; if a line
1103 ends with backslash, the next line is considered to be a part of the
1104 backslash-ended line.
1106 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
1107 have white space before them, or instructions may have no space
1108 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
1109 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
1110 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
1111 valid source line which does nothing but define a label. Running
1112 NASM with the command-line option
1113 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
1114 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
1116 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
1117 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
1118 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
1119 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
1120 An identifier may also be prefixed with a \I{$, prefix}\c{$} to
1121 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
1122 reserved word; thus, if some other module you are linking with
1123 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
1124 code to distinguish the symbol from the register. Maximum length of
1125 an identifier is 4095 characters.
1127 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
1128 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
1129 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
1130 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ}, \c{REPNE}/\c{REPNZ},
1131 \c{XACQUIRE}/\c{XRELEASE} or \c{BND}/\c{NOBND}, in the usual way. Explicit
1132 \I{address-size prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \i\c{A16},
1133 \i\c{A32}, \i\c{A64}, \i\c{O16} and \i\c{O32}, \i\c{O64} are provided - one example of their use
1134 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
1135 override}segment register as an instruction prefix: coding
1136 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
1137 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
1138 syntactic features of the language, but for instructions such as
1139 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
1140 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
1141 \c{es lodsb}.
1143 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
1144 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
1145 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
1147 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
1148 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
1150 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
1151 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
1152 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
1153 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
1154 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
1155 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
1157 For x87 \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
1158 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
1159 can use NASM's native single-operand forms in most cases.
1160 \# Details of
1161 \# all forms of each supported instruction are given in
1162 \# \k{iref}.
1163 For example, you can code:
1165 \c         fadd    st1             ; this sets st0 := st0 + st1
1166 \c         fadd    st0,st1         ; so does this
1168 \c         fadd    st1,st0         ; this sets st1 := st1 + st0
1169 \c         fadd    to st1          ; so does this
1171 Almost any x87 floating-point instruction that references memory must
1172 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
1173 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
1176 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
1178 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
1179 instructions, are used in the instruction field anyway because that's
1180 the most convenient place to put them. The current pseudo-instructions
1181 are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO},
1182 \i\c{DY} and \i\c\{DZ}; their \i{uninitialized} counterparts
1183 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST},
1184 \i\c{RESO}, \i\c{RESY} and \i\c\{RESZ}; the \i\c{INCBIN} command, the
1185 \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES} prefix.
1188 \S{db} \c{DB} and Friends: Declaring Initialized Data
1190 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO}, \i\c{DY}
1191 and \i\c{DZ} are used, much as in MASM, to declare initialized data in
1192 the output file. They can be invoked in a wide range of ways:
1193 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
1195 \c       db    0x55                ; just the byte 0x55
1196 \c       db    0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
1197 \c       db    'a',0x55            ; character constants are OK
1198 \c       db    'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
1199 \c       dw    0x1234              ; 0x34 0x12
1200 \c       dw    'a'                 ; 0x61 0x00 (it's just a number)
1201 \c       dw    'ab'                ; 0x61 0x62 (character constant)
1202 \c       dw    'abc'               ; 0x61 0x62 0x63 0x00 (string)
1203 \c       dd    0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
1204 \c       dd    1.234567e20         ; floating-point constant
1205 \c       dq    0x123456789abcdef0  ; eight byte constant
1206 \c       dq    1.234567e20         ; double-precision float
1207 \c       dt    1.234567e20         ; extended-precision float
1209 \c{DT}, \c{DO}, \c{DY} and \c{DZ} do not accept \i{numeric constants}
1210 as operands.
1213 \S{resb} \c{RESB} and Friends: Declaring \i{Uninitialized} Data
1215 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST},
1216 \i\c{RESO}, \i\c{RESY} and \i\c\{RESZ} are designed to be used in the
1217 BSS section of a module: they declare \e{uninitialized} storage
1218 space. Each takes a single operand, which is the number of bytes,
1219 words, doublewords or whatever to reserve.  As stated in \k{qsother},
1220 NASM does not support the MASM/TASM syntax of reserving uninitialized
1221 space by writing \I\c{?}\c{DW ?} or similar things: this is what it
1222 does instead. The operand to a \c{RESB}-type pseudo-instruction is a
1223 \i\e{critical expression}: see \k{crit}.
1225 For example:
1227 \c buffer:         resb    64              ; reserve 64 bytes
1228 \c wordvar:        resw    1               ; reserve a word
1229 \c realarray       resq    10              ; array of ten reals
1230 \c ymmval:         resy    1               ; one YMM register
1231 \c zmmvals:        resz    32              ; 32 ZMM registers
1233 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
1235 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
1236 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
1237 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
1238 directly into a game executable file. It can be called in one of
1239 these three ways:
1241 \c     incbin  "file.dat"             ; include the whole file
1242 \c     incbin  "file.dat",1024        ; skip the first 1024 bytes
1243 \c     incbin  "file.dat",1024,512    ; skip the first 1024, and
1244 \c                                    ; actually include at most 512
1246 \c{INCBIN} is both a directive and a standard macro; the standard
1247 macro version searches for the file in the include file search path
1248 and adds the file to the dependency lists.  This macro can be
1249 overridden if desired.
1252 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
1254 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
1255 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
1256 to define the given label name to the value of its (only) operand.
1257 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
1258 example,
1260 \c message         db      'hello, world'
1261 \c msglen          equ     $-message
1263 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
1264 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
1265 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
1266 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
1267 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
1268 and using the value of \c{$} at the point of reference.
1271 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
1273 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
1274 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
1275 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
1276 code
1278 \c zerobuf:        times 64 db 0
1280 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
1281 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
1282 \e{expression}, so you can do things like
1284 \c buffer: db      'hello, world'
1285 \c         times 64-$+buffer db ' '
1287 which will store exactly enough spaces to make the total length of
1288 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
1289 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
1291 \c         times 100 movsb
1293 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
1294 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
1295 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
1297 The operand to \c{TIMES} is a critical expression (\k{crit}).
1299 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
1300 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
1301 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
1302 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
1303 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
1306 \H{effaddr} Effective Addresses
1308 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
1309 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
1310 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
1311 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
1312 example:
1314 \c wordvar dw      123
1315 \c         mov     ax,[wordvar]
1316 \c         mov     ax,[wordvar+1]
1317 \c         mov     ax,[es:wordvar+bx]
1319 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
1320 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
1322 More complicated effective addresses, such as those involving more
1323 than one register, work in exactly the same way:
1325 \c         mov     eax,[ebx*2+ecx+offset]
1326 \c         mov     ax,[bp+di+8]
1328 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
1329 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
1330 all right:
1332 \c     mov     eax,[ebx*5]             ; assembles as [ebx*4+ebx]
1333 \c     mov     eax,[label1*2-label2]   ; ie [label1+(label1-label2)]
1335 Some forms of effective address have more than one assembled form;
1336 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
1337 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
1338 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
1339 generate the latter on the grounds that the former requires four
1340 bytes to store a zero offset.
1342 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
1343 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
1344 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
1345 default segment registers.
1347 However, you can force NASM to generate an effective address in a
1348 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
1349 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
1350 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
1351 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
1352 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
1353 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
1354 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
1355 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
1356 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
1357 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
1359 The form described in the previous paragraph is also useful if you
1360 are trying to access data in a 32-bit segment from within 16 bit code.
1361 For more information on this see the section on mixed-size addressing
1362 (\k{mixaddr}). In particular, if you need to access data with a known
1363 offset that is larger than will fit in a 16-bit value, if you don't
1364 specify that it is a dword offset, nasm will cause the high word of
1365 the offset to be lost.
1367 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
1368 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
1369 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
1370 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
1371 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
1372 \c{[eax*2+0]} to be generated literally. \c{[nosplit eax*1]} also has the
1373 same effect. In another way, a split EA form \c{[0, eax*2]} can be used, too.
1374 However, \c{NOSPLIT} in \c{[nosplit eax+eax]} will be ignored because user's
1375 intention here is considered as \c{[eax+eax]}.
1377 In 64-bit mode, NASM will by default generate absolute addresses.  The
1378 \i\c{REL} keyword makes it produce \c{RIP}-relative addresses. Since
1379 this is frequently the normally desired behaviour, see the \c{DEFAULT}
1380 directive (\k{default}). The keyword \i\c{ABS} overrides \i\c{REL}.
1382 A new form of split effective addres syntax is also supported. This is
1383 mainly intended for mib operands as used by MPX instructions, but can
1384 be used for any memory reference. The basic concept of this form is
1385 splitting base and index.
1387 \c      mov eax,[ebx+8,ecx*4]   ; ebx=base, ecx=index, 4=scale, 8=disp
1389 For mib operands, there are several ways of writing effective address depending
1390 on the tools. NASM supports all currently possible ways of mib syntax:
1392 \c      ; bndstx
1393 \c      ; next 5 lines are parsed same
1394 \c      ; base=rax, index=rbx, scale=1, displacement=3
1395 \c      bndstx [rax+0x3,rbx], bnd0      ; NASM - split EA
1396 \c      bndstx [rbx*1+rax+0x3], bnd0    ; GAS - '*1' indecates an index reg
1397 \c      bndstx [rax+rbx+3], bnd0        ; GAS - without hints
1398 \c      bndstx [rax+0x3], bnd0, rbx     ; ICC-1
1399 \c      bndstx [rax+0x3], rbx, bnd0     ; ICC-2
1401 When broadcasting decorator is used, the opsize keyword should match
1402 the size of each element.
1404 \c      VDIVPS zmm4, zmm5, dword [rbx]{1to16}   ; single-precision float
1405 \c      VDIVPS zmm4, zmm5, zword [rbx]          ; packed 512 bit memory
1408 \H{const} \i{Constants}
1410 NASM understands four different types of constant: numeric,
1411 character, string and floating-point.
1414 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
1416 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
1417 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
1418 suffix \c{H} or \c{X}, \c{D} or \c{T}, \c{Q} or \c{O}, and \c{B} or
1419 \c{Y} for \i{hexadecimal}, \i{decimal}, \i{octal} and \i{binary}
1420 respectively, or you can prefix \c{0x}, for hexadecimal in the style
1421 of C, or you can prefix \c{$} for hexadecimal in the style of Borland
1422 Pascal or Motorola Assemblers. Note, though, that the \I{$,
1423 prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on identifiers (see
1424 \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$} sign must have a
1425 digit after the \c{$} rather than a letter.  In addition, current
1426 versions of NASM accept the prefix \c{0h} for hexadecimal, \c{0d} or
1427 \c{0t} for decimal, \c{0o} or \c{0q} for octal, and \c{0b} or \c{0y}
1428 for binary.  Please note that unlike C, a \c{0} prefix by itself does
1429 \e{not} imply an octal constant!
1431 Numeric constants can have underscores (\c{_}) interspersed to break
1432 up long strings.
1434 Some examples (all producing exactly the same code):
1436 \c         mov     ax,200          ; decimal
1437 \c         mov     ax,0200         ; still decimal
1438 \c         mov     ax,0200d        ; explicitly decimal
1439 \c         mov     ax,0d200        ; also decimal
1440 \c         mov     ax,0c8h         ; hex
1441 \c         mov     ax,$0c8         ; hex again: the 0 is required
1442 \c         mov     ax,0xc8         ; hex yet again
1443 \c         mov     ax,0hc8         ; still hex
1444 \c         mov     ax,310q         ; octal
1445 \c         mov     ax,310o         ; octal again
1446 \c         mov     ax,0o310        ; octal yet again
1447 \c         mov     ax,0q310        ; octal yet again
1448 \c         mov     ax,11001000b    ; binary
1449 \c         mov     ax,1100_1000b   ; same binary constant
1450 \c         mov     ax,1100_1000y   ; same binary constant once more
1451 \c         mov     ax,0b1100_1000  ; same binary constant yet again
1452 \c         mov     ax,0y1100_1000  ; same binary constant yet again
1454 \S{strings} \I{Strings}\i{Character Strings}
1456 A character string consists of up to eight characters enclosed in
1457 either single quotes (\c{'...'}), double quotes (\c{"..."}) or
1458 backquotes (\c{`...`}).  Single or double quotes are equivalent to
1459 NASM (except of course that surrounding the constant with single
1460 quotes allows double quotes to appear within it and vice versa); the
1461 contents of those are represented verbatim.  Strings enclosed in
1462 backquotes support C-style \c{\\}-escapes for special characters.
1465 The following \i{escape sequences} are recognized by backquoted strings:
1467 \c       \'          single quote (')
1468 \c       \"          double quote (")
1469 \c       \`          backquote (`)
1470 \c       \\\          backslash (\)
1471 \c       \?          question mark (?)
1472 \c       \a          BEL (ASCII 7)
1473 \c       \b          BS  (ASCII 8)
1474 \c       \t          TAB (ASCII 9)
1475 \c       \n          LF  (ASCII 10)
1476 \c       \v          VT  (ASCII 11)
1477 \c       \f          FF  (ASCII 12)
1478 \c       \r          CR  (ASCII 13)
1479 \c       \e          ESC (ASCII 27)
1480 \c       \377        Up to 3 octal digits - literal byte
1481 \c       \xFF        Up to 2 hexadecimal digits - literal byte
1482 \c       \u1234      4 hexadecimal digits - Unicode character
1483 \c       \U12345678  8 hexadecimal digits - Unicode character
1485 All other escape sequences are reserved.  Note that \c{\\0}, meaning a
1486 \c{NUL} character (ASCII 0), is a special case of the octal escape
1487 sequence.
1489 \i{Unicode} characters specified with \c{\\u} or \c{\\U} are converted to
1490 \i{UTF-8}.  For example, the following lines are all equivalent:
1492 \c       db `\u263a`            ; UTF-8 smiley face
1493 \c       db `\xe2\x98\xba`      ; UTF-8 smiley face
1494 \c       db 0E2h, 098h, 0BAh    ; UTF-8 smiley face
1497 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1499 A character constant consists of a string up to eight bytes long, used
1500 in an expression context.  It is treated as if it was an integer.
1502 A character constant with more than one byte will be arranged
1503 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1505 \c           mov eax,'abcd'
1507 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1508 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1509 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1510 the sense of character constants understood by the Pentium's
1511 \i\c{CPUID} instruction.
1514 \S{strconst} \i{String Constants}
1516 String constants are character strings used in the context of some
1517 pseudo-instructions, namely the
1518 \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\I\c{DO}\I\c{DY}\i\c{DB} family and
1519 \i\c{INCBIN} (where it represents a filename.)  They are also used in
1520 certain preprocessor directives.
1522 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1523 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1524 for the conditions. So the following are equivalent:
1526 \c       db    'hello'               ; string constant
1527 \c       db    'h','e','l','l','o'   ; equivalent character constants
1529 And the following are also equivalent:
1531 \c       dd    'ninechars'           ; doubleword string constant
1532 \c       dd    'nine','char','s'     ; becomes three doublewords
1533 \c       db    'ninechars',0,0,0     ; and really looks like this
1535 Note that when used in a string-supporting context, quoted strings are
1536 treated as a string constants even if they are short enough to be a
1537 character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have the same
1538 effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly, three-character
1539 or four-character constants are treated as strings when they are
1540 operands to \c{DW}, and so forth.
1542 \S{unicode} \I{UTF-16}\I{UTF-32}\i{Unicode} Strings
1544 The special operators \i\c{__utf16__}, \i\c{__utf16le__},
1545 \i\c{__utf16be__}, \i\c{__utf32__}, \i\c{__utf32le__} and
1546 \i\c{__utf32be__} allows definition of Unicode strings.  They take a
1547 string in UTF-8 format and converts it to UTF-16 or UTF-32,
1548 respectively.  Unless the \c{be} forms are specified, the output is
1549 littleendian.
1551 For example:
1553 \c %define u(x) __utf16__(x)
1554 \c %define w(x) __utf32__(x)
1556 \c       dw u('C:\WINDOWS'), 0       ; Pathname in UTF-16
1557 \c       dd w(`A + B = \u206a`), 0   ; String in UTF-32
1559 The UTF operators can be applied either to strings passed to the
1560 \c{DB} family instructions, or to character constants in an expression
1561 context.
1563 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1565 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1566 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, and \i\c{DO}, or as
1567 arguments to the special operators \i\c{__float8__},
1568 \i\c{__float16__}, \i\c{__float32__}, \i\c{__float64__},
1569 \i\c{__float80m__}, \i\c{__float80e__}, \i\c{__float128l__}, and
1570 \i\c{__float128h__}.
1572 Floating-point constants are expressed in the traditional form:
1573 digits, then a period, then optionally more digits, then optionally an
1574 \c{E} followed by an exponent. The period is mandatory, so that NASM
1575 can distinguish between \c{dd 1}, which declares an integer constant,
1576 and \c{dd 1.0} which declares a floating-point constant.
1578 NASM also support C99-style hexadecimal floating-point: \c{0x},
1579 hexadecimal digits, period, optionally more hexadeximal digits, then
1580 optionally a \c{P} followed by a \e{binary} (not hexadecimal) exponent
1581 in decimal notation.  As an extension, NASM additionally supports the
1582 \c{0h} and \c{$} prefixes for hexadecimal, as well binary and octal
1583 floating-point, using the \c{0b} or \c{0y} and \c{0o} or \c{0q}
1584 prefixes, respectively.
1586 Underscores to break up groups of digits are permitted in
1587 floating-point constants as well.
1589 Some examples:
1591 \c       db    -0.2                    ; "Quarter precision"
1592 \c       dw    -0.5                    ; IEEE 754r/SSE5 half precision
1593 \c       dd    1.2                     ; an easy one
1594 \c       dd    1.222_222_222           ; underscores are permitted
1595 \c       dd    0x1p+2                  ; 1.0x2^2 = 4.0
1596 \c       dq    0x1p+32                 ; 1.0x2^32 = 4 294 967 296.0
1597 \c       dq    1.e10                   ; 10 000 000 000.0
1598 \c       dq    1.e+10                  ; synonymous with 1.e10
1599 \c       dq    1.e-10                  ; 0.000 000 000 1
1600 \c       dt    3.141592653589793238462 ; pi
1601 \c       do    1.e+4000                ; IEEE 754r quad precision
1603 The 8-bit "quarter-precision" floating-point format is
1604 sign:exponent:mantissa = 1:4:3 with an exponent bias of 7.  This
1605 appears to be the most frequently used 8-bit floating-point format,
1606 although it is not covered by any formal standard.  This is sometimes
1607 called a "\i{minifloat}."
1609 The special operators are used to produce floating-point numbers in
1610 other contexts.  They produce the binary representation of a specific
1611 floating-point number as an integer, and can use anywhere integer
1612 constants are used in an expression.  \c{__float80m__} and
1613 \c{__float80e__} produce the 64-bit mantissa and 16-bit exponent of an
1614 80-bit floating-point number, and \c{__float128l__} and
1615 \c{__float128h__} produce the lower and upper 64-bit halves of a 128-bit
1616 floating-point number, respectively.
1618 For example:
1620 \c       mov    rax,__float64__(3.141592653589793238462)
1622 ... would assign the binary representation of pi as a 64-bit floating
1623 point number into \c{RAX}.  This is exactly equivalent to:
1625 \c       mov    rax,0x400921fb54442d18
1627 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1628 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1629 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1630 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1631 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1632 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1633 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1634 of floating-point routines, which would significantly increase the
1635 size of the assembler for very little benefit.
1637 The special tokens \i\c{__Infinity__}, \i\c{__QNaN__} (or
1638 \i\c{__NaN__}) and \i\c{__SNaN__} can be used to generate
1639 \I{infinity}infinities, quiet \i{NaN}s, and signalling NaNs,
1640 respectively.  These are normally used as macros:
1642 \c %define Inf __Infinity__
1643 \c %define NaN __QNaN__
1645 \c       dq    +1.5, -Inf, NaN         ; Double-precision constants
1647 The \c{%use fp} standard macro package contains a set of convenience
1648 macros.  See \k{pkg_fp}.
1650 \S{bcdconst} \I{floating-point, packed BCD constants}Packed BCD Constants
1652 x87-style packed BCD constants can be used in the same contexts as
1653 80-bit floating-point numbers.  They are suffixed with \c{p} or
1654 prefixed with \c{0p}, and can include up to 18 decimal digits.
1656 As with other numeric constants, underscores can be used to separate
1657 digits.
1659 For example:
1661 \c       dt 12_345_678_901_245_678p
1662 \c       dt -12_345_678_901_245_678p
1663 \c       dt +0p33
1664 \c       dt 33p
1667 \H{expr} \i{Expressions}
1669 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.  Expressions
1670 are evaluated as 64-bit integers which are then adjusted to the
1671 appropriate size.
1673 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1674 calculations to involve the current assembly position: the
1675 \I{$, here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1676 position at the beginning of the line containing the expression; so
1677 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1678 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1679 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1681 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1682 increasing order of \i{precedence}.
1685 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1687 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1688 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1689 arithmetic operator supported by NASM.
1692 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1694 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1697 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1699 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1702 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1704 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1705 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1706 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1707 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1708 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1711 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1712 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1714 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1715 subtraction.
1718 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1719 \i{Multiplication} and \i{Division}
1721 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1722 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1723 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1724 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1725 \i{signed modulo} operators respectively.
1727 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1728 operation of the signed modulo operator.
1730 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1731 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1732 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1735 \S{expmul} \i{Unary Operators}
1737 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are those
1738 which only apply to one argument.  These are \I{+ opunary}\c{+}, \I{-
1739 opunary}\c{-}, \i\c{~}, \I{! opunary}\c{!}, \i\c{SEG}, and the
1740 \i{integer functions} operators.
1742 \c{-} negates its operand, \c{+} does nothing (it's provided for
1743 symmetry with \c{-}), \c{~} computes the \i{one's complement} of its
1744 operand, \c{!} is the \i{logical negation} operator.
1746 \c{SEG} provides the \i{segment address}
1747 of its operand (explained in more detail in \k{segwrt}).
1749 A set of additional operators with leading and trailing double
1750 underscores are used to implement the integer functions of the
1751 \c{ifunc} macro package, see \k{pkg_ifunc}.
1754 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1756 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1757 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1758 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1759 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1761 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1762 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1763 the symbol makes sense. So the code
1765 \c         mov     ax,seg symbol
1766 \c         mov     es,ax
1767 \c         mov     bx,symbol
1769 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1771 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1772 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1773 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1774 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1775 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1777 \c         mov     ax,weird_seg        ; weird_seg is a segment base
1778 \c         mov     es,ax
1779 \c         mov     bx,symbol wrt weird_seg
1781 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1782 pointer to the symbol \c{symbol}.
1784 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1785 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1786 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1787 could code either of
1789 \c         call    (seg procedure):procedure
1790 \c         call    weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1792 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1793 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1794 practice.)
1796 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1797 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1798 to \c{CALL} in these examples.
1800 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1801 must code
1803 \c         dw      symbol, seg symbol
1805 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1806 invent one using the macro processor.
1809 \H{strict} \i\c{STRICT}: Inhibiting Optimization
1811 When assembling with the optimizer set to level 2 or higher (see
1812 \k{opt-O}), NASM will use size specifiers (\c{BYTE}, \c{WORD},
1813 \c{DWORD}, \c{QWORD}, \c{TWORD}, \c{OWORD}, \c{YWORD} or \c{ZWORD}),
1814 but will give them the smallest possible size. The keyword \c{STRICT}
1815 can be used to inhibit optimization and force a particular operand to
1816 be emitted in the specified size. For example, with the optimizer on,
1817 and in \c{BITS 16} mode,
1819 \c         push dword 33
1821 is encoded in three bytes \c{66 6A 21}, whereas
1823 \c         push strict dword 33
1825 is encoded in six bytes, with a full dword immediate operand \c{66 68
1826 21 00 00 00}.
1828 With the optimizer off, the same code (six bytes) is generated whether
1829 the \c{STRICT} keyword was used or not.
1832 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1834 Although NASM has an optional multi-pass optimizer, there are some
1835 expressions which must be resolvable on the first pass. These are
1836 called \e{Critical Expressions}.
1838 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1839 code and data, so that the second pass, when generating all the
1840 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1841 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1842 symbol declared after the code in question. For example,
1844 \c         times (label-$) db 0
1845 \c label:  db      'Where am I?'
1847 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1848 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1849 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1850 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1851 code
1853 \c         times (label-$+1) db 0
1854 \c label:  db      'NOW where am I?'
1856 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1857 wrong!
1859 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1860 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1861 value is required to be computable in the first pass, and which must
1862 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1863 the \c{TIMES} prefix is a critical expression.
1865 \H{locallab} \i{Local Labels}
1867 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1868 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1869 label, which means that it is associated with the previous non-local
1870 label. So, for example:
1872 \c label1  ; some code
1874 \c .loop
1875 \c         ; some more code
1877 \c         jne     .loop
1878 \c         ret
1880 \c label2  ; some code
1882 \c .loop
1883 \c         ; some more code
1885 \c         jne     .loop
1886 \c         ret
1888 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1889 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1890 are kept separate by virtue of each being associated with the
1891 previous non-local label.
1893 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1894 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1895 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1896 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
1897 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
1898 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
1899 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
1900 to, you could write
1902 \c label3  ; some more code
1903 \c         ; and some more
1905 \c         jmp label1.loop
1907 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
1908 define a label which can be referenced from anywhere but which
1909 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
1910 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
1911 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
1912 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
1913 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
1914 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
1915 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
1916 to the local label mechanism. So you could code
1918 \c label1:                         ; a non-local label
1919 \c .local:                         ; this is really label1.local
1920 \c ..@foo:                         ; this is a special symbol
1921 \c label2:                         ; another non-local label
1922 \c .local:                         ; this is really label2.local
1924 \c         jmp     ..@foo          ; this will jump three lines up
1926 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
1927 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
1928 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}),
1929 \c{..imagebase} is used to find out the offset from a base address
1930 of the current image in the \c{win64} output format (see \k{win64pic}).
1931 So just keep in mind that symbols beginning with a double period are
1932 special.
1935 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
1937 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
1938 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
1939 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
1940 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
1941 sign.
1943 The preprocessor collapses all lines which end with a backslash (\\)
1944 character into a single line.  Thus:
1946 \c %define THIS_VERY_LONG_MACRO_NAME_IS_DEFINED_TO \\
1947 \c         THIS_VALUE
1949 will work like a single-line macro without the backslash-newline
1950 sequence.
1952 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
1954 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
1956 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
1957 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
1958 things like
1960 \c %define ctrl    0x1F &
1961 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
1963 \c         mov     byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
1965 which will expand to
1967 \c         mov     byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
1969 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
1970 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
1971 not at definition time. Thus the code
1973 \c %define a(x)    1+b(x)
1974 \c %define b(x)    2*x
1976 \c         mov     ax,a(8)
1978 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
1979 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
1981 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
1982 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
1983 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
1984 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
1985 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
1986 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
1987 \c{bar}.
1989 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
1990 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
1991 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
1992 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
1993 Hence, if you code
1995 \c %define a(x)    1+a(x)
1997 \c         mov     ax,a(3)
1999 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
2000 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
2001 for an example of its use.
2003 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
2004 macros: if you write
2006 \c %define foo(x)   1+x
2007 \c %define foo(x,y) 1+x*y
2009 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
2010 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
2011 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
2012 you define
2014 \c %define foo bar
2016 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
2017 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
2018 \e{with} parameters, and vice versa.
2020 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
2021 perfectly well define a macro with
2023 \c %define foo bar
2025 and then re-define it later in the same source file with
2027 \c %define foo baz
2029 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
2030 according to the most recent definition. This is particularly useful
2031 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
2033 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
2034 the NASM command line: see \k{opt-d}.
2037 \S{xdefine} Resolving \c{%define}: \I\c{%ixdefine}\i\c{%xdefine}
2039 To have a reference to an embedded single-line macro resolved at the
2040 time that the embedding macro is \e{defined}, as opposed to when the
2041 embedding macro is \e{expanded}, you need a different mechanism to the
2042 one offered by \c{%define}. The solution is to use \c{%xdefine}, or
2043 it's \I{case sensitive}case-insensitive counterpart \c{%ixdefine}.
2045 Suppose you have the following code:
2047 \c %define  isTrue  1
2048 \c %define  isFalse isTrue
2049 \c %define  isTrue  0
2051 \c val1:    db      isFalse
2053 \c %define  isTrue  1
2055 \c val2:    db      isFalse
2057 In this case, \c{val1} is equal to 0, and \c{val2} is equal to 1.
2058 This is because, when a single-line macro is defined using
2059 \c{%define}, it is expanded only when it is called. As \c{isFalse}
2060 expands to \c{isTrue}, the expansion will be the current value of
2061 \c{isTrue}. The first time it is called that is 0, and the second
2062 time it is 1.
2064 If you wanted \c{isFalse} to expand to the value assigned to the
2065 embedded macro \c{isTrue} at the time that \c{isFalse} was defined,
2066 you need to change the above code to use \c{%xdefine}.
2068 \c %xdefine isTrue  1
2069 \c %xdefine isFalse isTrue
2070 \c %xdefine isTrue  0
2072 \c val1:    db      isFalse
2074 \c %xdefine isTrue  1
2076 \c val2:    db      isFalse
2078 Now, each time that \c{isFalse} is called, it expands to 1,
2079 as that is what the embedded macro \c{isTrue} expanded to at
2080 the time that \c{isFalse} was defined.
2083 \S{indmacro} \i{Macro Indirection}: \I\c{%[}\c{%[...]}
2085 The \c{%[...]} construct can be used to expand macros in contexts
2086 where macro expansion would otherwise not occur, including in the
2087 names other macros.  For example, if you have a set of macros named
2088 \c{Foo16}, \c{Foo32} and \c{Foo64}, you could write:
2090 \c      mov ax,Foo%[__BITS__]   ; The Foo value
2092 to use the builtin macro \c{__BITS__} (see \k{bitsm}) to automatically
2093 select between them.  Similarly, the two statements:
2095 \c %xdefine Bar         Quux    ; Expands due to %xdefine
2096 \c %define  Bar         %[Quux] ; Expands due to %[...]
2098 have, in fact, exactly the same effect.
2100 \c{%[...]} concatenates to adjacent tokens in the same way that
2101 multi-line macro parameters do, see \k{concat} for details.
2104 \S{concat%+} Concatenating Single Line Macro Tokens: \i\c{%+}
2106 Individual tokens in single line macros can be concatenated, to produce
2107 longer tokens for later processing. This can be useful if there are
2108 several similar macros that perform similar functions.
2110 Please note that a space is required after \c{%+}, in order to
2111 disambiguate it from the syntax \c{%+1} used in multiline macros.
2113 As an example, consider the following:
2115 \c %define BDASTART 400h                ; Start of BIOS data area
2117 \c struc   tBIOSDA                      ; its structure
2118 \c         .COM1addr       RESW    1
2119 \c         .COM2addr       RESW    1
2120 \c         ; ..and so on
2121 \c endstruc
2123 Now, if we need to access the elements of tBIOSDA in different places,
2124 we can end up with:
2126 \c         mov     ax,BDASTART + tBIOSDA.COM1addr
2127 \c         mov     bx,BDASTART + tBIOSDA.COM2addr
2129 This will become pretty ugly (and tedious) if used in many places, and
2130 can be reduced in size significantly by using the following macro:
2132 \c ; Macro to access BIOS variables by their names (from tBDA):
2134 \c %define BDA(x)  BDASTART + tBIOSDA. %+ x
2136 Now the above code can be written as:
2138 \c         mov     ax,BDA(COM1addr)
2139 \c         mov     bx,BDA(COM2addr)
2141 Using this feature, we can simplify references to a lot of macros (and,
2142 in turn, reduce typing errors).
2145 \S{selfref%?} The Macro Name Itself: \i\c{%?} and \i\c{%??}
2147 The special symbols \c{%?} and \c{%??} can be used to reference the
2148 macro name itself inside a macro expansion, this is supported for both
2149 single-and multi-line macros.  \c{%?} refers to the macro name as
2150 \e{invoked}, whereas \c{%??} refers to the macro name as
2151 \e{declared}.  The two are always the same for case-sensitive
2152 macros, but for case-insensitive macros, they can differ.
2154 For example:
2156 \c %idefine Foo mov %?,%??
2158 \c         foo
2159 \c         FOO
2161 will expand to:
2163 \c         mov foo,Foo
2164 \c         mov FOO,Foo
2166 The sequence:
2168 \c %idefine keyword $%?
2170 can be used to make a keyword "disappear", for example in case a new
2171 instruction has been used as a label in older code.  For example:
2173 \c %idefine pause $%?                  ; Hide the PAUSE instruction
2176 \S{undef} Undefining Single-Line Macros: \i\c{%undef}
2178 Single-line macros can be removed with the \c{%undef} directive.  For
2179 example, the following sequence:
2181 \c %define foo bar
2182 \c %undef  foo
2184 \c         mov     eax, foo
2186 will expand to the instruction \c{mov eax, foo}, since after
2187 \c{%undef} the macro \c{foo} is no longer defined.
2189 Macros that would otherwise be pre-defined can be undefined on the
2190 command-line using the `-u' option on the NASM command line: see
2191 \k{opt-u}.
2194 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
2196 An alternative way to define single-line macros is by means of the
2197 \c{%assign} command (and its \I{case sensitive}case-insensitive
2198 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
2199 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
2201 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
2202 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
2203 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
2204 \c{%assign} directive is processed.
2206 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
2207 later, so you can do things like
2209 \c %assign i i+1
2211 to increment the numeric value of a macro.
2213 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
2214 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
2215 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
2217 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
2218 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
2219 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
2220 involving a register).
2223 \S{defstr} Defining Strings: \I\c{%idefstr}\i\c{%defstr}
2225 \c{%defstr}, and its case-insensitive counterpart \c{%idefstr}, define
2226 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2227 entire right-hand side, after macro expansion, to a quoted string
2228 before definition.
2230 For example:
2232 \c %defstr test TEST
2234 is equivalent to
2236 \c %define test 'TEST'
2238 This can be used, for example, with the \c{%!} construct (see
2239 \k{getenv}):
2241 \c %defstr PATH %!PATH          ; The operating system PATH variable
2244 \S{deftok} Defining Tokens: \I\c{%ideftok}\i\c{%deftok}
2246 \c{%deftok}, and its case-insensitive counterpart \c{%ideftok}, define
2247 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2248 second parameter, after string conversion, to a sequence of tokens.
2250 For example:
2252 \c %deftok test 'TEST'
2254 is equivalent to
2256 \c %define test TEST
2259 \H{strlen} \i{String Manipulation in Macros}
2261 It's often useful to be able to handle strings in macros. NASM
2262 supports a few simple string handling macro operators from which
2263 more complex operations can be constructed.
2265 All the string operators define or redefine a value (either a string
2266 or a numeric value) to a single-line macro.  When producing a string
2267 value, it may change the style of quoting of the input string or
2268 strings, and possibly use \c{\\}-escapes inside \c{`}-quoted strings.
2270 \S{strcat} \i{Concatenating Strings}: \i\c{%strcat}
2272 The \c{%strcat} operator concatenates quoted strings and assign them to
2273 a single-line macro.
2275 For example:
2277 \c %strcat alpha "Alpha: ", '12" screen'
2279 ... would assign the value \c{'Alpha: 12" screen'} to \c{alpha}.
2280 Similarly:
2282 \c %strcat beta '"foo"\', "'bar'"
2284 ... would assign the value \c{`"foo"\\\\'bar'`} to \c{beta}.
2286 The use of commas to separate strings is permitted but optional.
2289 \S{strlen} \i{String Length}: \i\c{%strlen}
2291 The \c{%strlen} operator assigns the length of a string to a macro.
2292 For example:
2294 \c %strlen charcnt 'my string'
2296 In this example, \c{charcnt} would receive the value 9, just as
2297 if an \c{%assign} had been used. In this example, \c{'my string'}
2298 was a literal string but it could also have been a single-line
2299 macro that expands to a string, as in the following example:
2301 \c %define sometext 'my string'
2302 \c %strlen charcnt sometext
2304 As in the first case, this would result in \c{charcnt} being
2305 assigned the value of 9.
2308 \S{substr} \i{Extracting Substrings}: \i\c{%substr}
2310 Individual letters or substrings in strings can be extracted using the
2311 \c{%substr} operator.  An example of its use is probably more useful
2312 than the description:
2314 \c %substr mychar 'xyzw' 1       ; equivalent to %define mychar 'x'
2315 \c %substr mychar 'xyzw' 2       ; equivalent to %define mychar 'y'
2316 \c %substr mychar 'xyzw' 3       ; equivalent to %define mychar 'z'
2317 \c %substr mychar 'xyzw' 2,2     ; equivalent to %define mychar 'yz'
2318 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-1    ; equivalent to %define mychar 'yzw'
2319 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-2    ; equivalent to %define mychar 'yz'
2321 As with \c{%strlen} (see \k{strlen}), the first parameter is the
2322 single-line macro to be created and the second is the string. The
2323 third parameter specifies the first character to be selected, and the
2324 optional fourth parameter preceeded by comma) is the length.  Note
2325 that the first index is 1, not 0 and the last index is equal to the
2326 value that \c{%strlen} would assign given the same string. Index
2327 values out of range result in an empty string.  A negative length
2328 means "until N-1 characters before the end of string", i.e. \c{-1}
2329 means until end of string, \c{-2} until one character before, etc.
2332 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
2334 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
2335 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
2336 this.
2338 \c %macro  prologue 1
2340 \c         push    ebp
2341 \c         mov     ebp,esp
2342 \c         sub     esp,%1
2344 \c %endmacro
2346 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
2347 invoke the macro with a call such as
2349 \c myfunc:   prologue 12
2351 which would expand to the three lines of code
2353 \c myfunc: push    ebp
2354 \c         mov     ebp,esp
2355 \c         sub     esp,12
2357 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
2358 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
2359 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
2360 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
2361 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
2362 \c{%3} and so on.
2364 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
2365 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
2367 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
2368 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
2369 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
2370 things like
2372 \c %macro  silly 2
2374 \c     %2: db      %1
2376 \c %endmacro
2378 \c         silly 'a', letter_a             ; letter_a:  db 'a'
2379 \c         silly 'ab', string_ab           ; string_ab: db 'ab'
2380 \c         silly {13,10}, crlf             ; crlf:      db 13,10
2383 \S{mlmacover} Overloading Multi-Line Macros\I{overloading, multi-line macros}
2385 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
2386 defining the same macro name several times with different numbers of
2387 parameters. This time, no exception is made for macros with no
2388 parameters at all. So you could define
2390 \c %macro  prologue 0
2392 \c         push    ebp
2393 \c         mov     ebp,esp
2395 \c %endmacro
2397 to define an alternative form of the function prologue which
2398 allocates no local stack space.
2400 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
2401 instruction; for example, you might want to define
2403 \c %macro  push 2
2405 \c         push    %1
2406 \c         push    %2
2408 \c %endmacro
2410 so that you could code
2412 \c         push    ebx             ; this line is not a macro call
2413 \c         push    eax,ecx         ; but this one is
2415 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
2416 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
2417 invoked with a number of parameters for which no definition has been
2418 given. The correct code will still be generated, but the assembler
2419 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
2420 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
2423 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
2425 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
2426 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
2427 calling the same macro multiple times will use a different label
2428 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
2429 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
2430 flag is set by doing this:
2432 \c %macro  retz 0
2434 \c         jnz     %%skip
2435 \c         ret
2436 \c     %%skip:
2438 \c %endmacro
2440 You can call this macro as many times as you want, and every time
2441 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
2442 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
2443 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
2444 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
2445 interfering with the local label mechanism, as described in
2446 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
2447 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
2448 they interfere with macro-local labels.
2451 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
2453 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
2454 command line into one parameter definition, possibly after
2455 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
2456 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
2457 you might want to be able to write
2459 \c         writefile [filehandle],"hello, world",13,10
2461 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
2462 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
2463 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
2464 the last defined one along with the separating commas. So if you
2465 code:
2467 \c %macro  writefile 2+
2469 \c         jmp     %%endstr
2470 \c   %%str:        db      %2
2471 \c   %%endstr:
2472 \c         mov     dx,%%str
2473 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
2474 \c         mov     bx,%1
2475 \c         mov     ah,0x40
2476 \c         int     0x21
2478 \c %endmacro
2480 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
2481 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
2482 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
2483 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
2484 \c{db}.
2486 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
2487 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
2488 \c{%macro} line.
2490 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
2491 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
2492 the actual number specified up to infinity; in this case, for
2493 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
2494 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
2495 into account when overloading macros, and will not allow you to
2496 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
2497 example).
2499 Of course, the above macro could have been implemented as a
2500 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
2501 look like
2503 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
2505 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
2506 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
2507 definition.
2509 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
2511 \S{mlmacrange} \i{Macro Parameters Range}
2513 NASM allows you to expand parameters via special construction \c{%\{x:y\}}
2514 where \c{x} is the first parameter index and \c{y} is the last. Any index can
2515 be either negative or positive but must never be zero.
2517 For example
2519 \c %macro mpar 1-*
2520 \c      db %{3:5}
2521 \c %endmacro
2523 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2525 expands to \c{3,4,5} range.
2527 Even more, the parameters can be reversed so that
2529 \c %macro mpar 1-*
2530 \c      db %{5:3}
2531 \c %endmacro
2533 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2535 expands to \c{5,4,3} range.
2537 But even this is not the last. The parameters can be addressed via negative
2538 indices so NASM will count them reversed. The ones who know Python may see
2539 the analogue here.
2541 \c %macro mpar 1-*
2542 \c      db %{-1:-3}
2543 \c %endmacro
2545 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2547 expands to \c{6,5,4} range.
2549 Note that NASM uses \i{comma} to separate parameters being expanded.
2551 By the way, here is a trick - you might use the index \c{%{-1:-1}}
2552 which gives you the \i{last} argument passed to a macro.
2554 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
2556 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
2557 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
2558 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
2560 \c %macro  die 0-1 "Painful program death has occurred."
2562 \c         writefile 2,%1
2563 \c         mov     ax,0x4c01
2564 \c         int     0x21
2566 \c %endmacro
2568 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
2569 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
2570 will display on the error output stream before exiting, or it can be
2571 called with no parameters, in which case it will use the default
2572 error message supplied in the macro definition.
2574 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
2575 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
2576 required in the macro call, and then you provide defaults for the
2577 optional ones. So if a macro definition began with the line
2579 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
2581 then it could be called with between one and three parameters, and
2582 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
2583 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
2584 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
2586 You can provide extra information to a macro by providing
2587 too many default parameters:
2589 \c %macro quux 1 something
2591 This will trigger a warning by default; see \k{opt-w} for
2592 more information.
2593 When \c{quux} is invoked, it receives not one but two parameters.
2594 \c{something} can be referred to as \c{%2}. The difference
2595 between passing \c{something} this way and writing \c{something}
2596 in the macro body is that with this way \c{something} is evaluated
2597 when the macro is defined, not when it is expanded.
2599 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
2600 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
2601 for macros which can take a variable number of parameters, since the
2602 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
2603 parameters were really passed to the macro call.
2605 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
2606 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
2607 and more useful, by changing the first line of the definition to
2609 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
2611 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
2612 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
2613 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
2616 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
2618 The parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
2619 number of parameters received, that is, if \c{%0} is n then \c{%}n is the
2620 last parameter. \c{%0} is mostly useful for macros that can take a variable
2621 number of parameters. It can be used as an argument to \c{%rep}
2622 (see \k{rep}) in order to iterate through all the parameters of a macro.
2623 Examples are given in \k{rotate}.
2626 \S{percent00} \i\c{%00}: \I{label preceeding macro}Label Preceeding Macro
2628 \c{%00} will return the label preceeding the macro invocation, if any. The
2629 label must be on the same line as the macro invocation, may be a local label
2630 (see \k{locallab}), and need not end in a colon.
2633 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
2635 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
2636 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
2637 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
2638 moved left by one place, so that the argument previously referenced
2639 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
2640 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
2642 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
2643 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
2644 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
2645 argument list reappear on the right, and vice versa.
2647 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
2648 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
2649 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
2650 parameters are rotated to the right.
2652 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
2653 restore a set of registers might work as follows:
2655 \c %macro  multipush 1-*
2657 \c   %rep  %0
2658 \c         push    %1
2659 \c   %rotate 1
2660 \c   %endrep
2662 \c %endmacro
2664 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
2665 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
2666 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
2667 one place to the left, so that the original second argument is now
2668 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
2669 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
2670 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
2672 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
2673 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
2674 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
2676 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
2677 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
2678 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
2679 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
2680 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
2681 the macro would take care of popping the registers in the opposite
2682 order from the one in which they were pushed.
2684 This can be done by the following definition:
2686 \c %macro  multipop 1-*
2688 \c   %rep %0
2689 \c   %rotate -1
2690 \c         pop     %1
2691 \c   %endrep
2693 \c %endmacro
2695 This macro begins by rotating its arguments one place to the
2696 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
2697 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
2698 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
2699 iterated through in reverse order.
2702 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
2704 NASM can concatenate macro parameters and macro indirection constructs
2705 on to other text surrounding them. This allows you to declare a family
2706 of symbols, for example, in a macro definition. If, for example, you
2707 wanted to generate a table of key codes along with offsets into the
2708 table, you could code something like
2710 \c %macro keytab_entry 2
2712 \c     keypos%1    equ     $-keytab
2713 \c                 db      %2
2715 \c %endmacro
2717 \c keytab:
2718 \c           keytab_entry F1,128+1
2719 \c           keytab_entry F2,128+2
2720 \c           keytab_entry Return,13
2722 which would expand to
2724 \c keytab:
2725 \c keyposF1        equ     $-keytab
2726 \c                 db     128+1
2727 \c keyposF2        equ     $-keytab
2728 \c                 db      128+2
2729 \c keyposReturn    equ     $-keytab
2730 \c                 db      13
2732 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
2733 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
2735 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
2736 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
2737 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
2738 eleventh macro parameter. Instead, you must code
2739 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
2740 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
2741 (literal text to be concatenated to the parameter).
2743 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
2744 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
2745 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
2746 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
2747 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
2748 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
2749 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
2750 real names of macro-local labels means that the two usages
2751 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
2752 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
2754 The single-line macro indirection construct, \c{%[...]}
2755 (\k{indmacro}), behaves the same way as macro parameters for the
2756 purpose of concatenation.
2758 See also the \c{%+} operator, \k{concat%+}.
2761 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
2763 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
2764 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
2765 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
2766 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
2767 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
2768 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
2769 condition code.
2771 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
2772 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
2773 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
2774 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
2776 \c %macro  retc 1
2778 \c         j%-1    %%skip
2779 \c         ret
2780 \c   %%skip:
2782 \c %endmacro
2784 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
2785 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
2786 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
2787 \c{JPE}.
2789 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
2790 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
2791 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
2792 because no inverse condition code exists.
2795 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
2797 When NASM is generating a listing file from your program, it will
2798 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
2799 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
2800 see which instructions in the macro expansion are generating what
2801 code; however, for some macros this clutters the listing up
2802 unnecessarily.
2804 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
2805 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
2806 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
2807 the number of parameters, like this:
2809 \c %macro foo 1.nolist
2811 Or like this:
2813 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
2815 \S{unmacro} Undefining Multi-Line Macros: \i\c{%unmacro}
2817 Multi-line macros can be removed with the \c{%unmacro} directive.
2818 Unlike the \c{%undef} directive, however, \c{%unmacro} takes an
2819 argument specification, and will only remove \i{exact matches} with
2820 that argument specification.
2822 For example:
2824 \c %macro foo 1-3
2825 \c         ; Do something
2826 \c %endmacro
2827 \c %unmacro foo 1-3
2829 removes the previously defined macro \c{foo}, but
2831 \c %macro bar 1-3
2832 \c         ; Do something
2833 \c %endmacro
2834 \c %unmacro bar 1
2836 does \e{not} remove the macro \c{bar}, since the argument
2837 specification does not match exactly.
2840 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
2842 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
2843 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
2844 syntax of this feature looks like this:
2846 \c %if<condition>
2847 \c     ; some code which only appears if <condition> is met
2848 \c %elif<condition2>
2849 \c     ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
2850 \c %else
2851 \c     ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
2852 \c %endif
2854 The inverse forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn} are also supported.
2856 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
2857 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
2859 There are a number of variants of the \c{%if} directive.  Each has its
2860 corresponding \c{%elif}, \c{%ifn}, and \c{%elifn} directives; for
2861 example, the equivalents to the \c{%ifdef} directive are \c{%elifdef},
2862 \c{%ifndef}, and \c{%elifndef}.
2864 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: Testing Single-Line Macro Existence\I{testing,
2865 single-line macro existence}
2867 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
2868 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
2869 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
2870 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
2872 For example, when debugging a program, you might want to write code
2873 such as
2875 \c           ; perform some function
2876 \c %ifdef DEBUG
2877 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
2878 \c %endif
2879 \c           ; go and do something else
2881 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
2882 version of the program which produced debugging messages, and remove
2883 the option to generate the final release version of the program.
2885 You can test for a macro \e{not} being defined by using
2886 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
2887 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
2888 \i\c{%elifndef}.
2891 \S{ifmacro} \i\c{%ifmacro}: Testing Multi-Line Macro
2892 Existence\I{testing, multi-line macro existence}
2894 The \c{%ifmacro} directive operates in the same way as the \c{%ifdef}
2895 directive, except that it checks for the existence of a multi-line macro.
2897 For example, you may be working with a large project and not have control
2898 over the macros in a library. You may want to create a macro with one
2899 name if it doesn't already exist, and another name if one with that name
2900 does exist.
2902 The \c{%ifmacro} is considered true if defining a macro with the given name
2903 and number of arguments would cause a definitions conflict. For example:
2905 \c %ifmacro MyMacro 1-3
2907 \c      %error "MyMacro 1-3" causes a conflict with an existing macro.
2909 \c %else
2911 \c      %macro MyMacro 1-3
2913 \c              ; insert code to define the macro
2915 \c      %endmacro
2917 \c %endif
2919 This will create the macro "MyMacro 1-3" if no macro already exists which
2920 would conflict with it, and emits a warning if there would be a definition
2921 conflict.
2923 You can test for the macro not existing by using the \i\c{%ifnmacro} instead
2924 of \c{%ifmacro}. Additional tests can be performed in \c{%elif} blocks by using
2925 \i\c{%elifmacro} and \i\c{%elifnmacro}.
2928 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: Testing the Context Stack\I{testing, context
2929 stack}
2931 The conditional-assembly construct \c{%ifctx} will cause the
2932 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
2933 the preprocessor's context stack has the same name as one of the arguments.
2934 As with \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
2935 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
2937 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
2938 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
2941 \S{if} \i\c{%if}: Testing Arbitrary Numeric Expressions\I{testing,
2942 arbitrary numeric expressions}
2944 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
2945 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
2946 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
2947 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
2948 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
2950 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
2951 a critical expression (see \k{crit}).
2953 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
2954 set of \i{relational operators} which are not normally available in
2955 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
2956 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
2957 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
2958 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
2959 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
2960 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
2961 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
2962 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
2963 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
2964 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
2965 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
2966 for true and 0 for false.
2968 Like other \c{%if} constructs, \c{%if} has a counterpart
2969 \i\c{%elif}, and negative forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn}.
2971 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: Testing Exact Text
2972 Identity\I{testing, exact text identity}
2974 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
2975 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
2976 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
2977 Differences in white space are not counted.
2979 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
2981 For example, the following macro pushes a register or number on the
2982 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
2984 \c %macro  pushparam 1
2986 \c   %ifidni %1,ip
2987 \c         call    %%label
2988 \c   %%label:
2989 \c   %else
2990 \c         push    %1
2991 \c   %endif
2993 \c %endmacro
2995 Like other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
2996 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
2997 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
2998 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
3000 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: Testing Token
3001 Types\I{testing, token types}
3003 Some macros will want to perform different tasks depending on
3004 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
3005 example, a string output macro might want to be able to cope with
3006 being passed either a string constant or a pointer to an existing
3007 string.
3009 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
3010 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
3011 the first token in the parameter exists and is an identifier.
3012 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
3013 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
3015 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
3016 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
3018 \c %macro writefile 2-3+
3020 \c   %ifstr %2
3021 \c         jmp     %%endstr
3022 \c     %if %0 = 3
3023 \c       %%str:    db      %2,%3
3024 \c     %else
3025 \c       %%str:    db      %2
3026 \c     %endif
3027 \c       %%endstr: mov     dx,%%str
3028 \c                 mov     cx,%%endstr-%%str
3029 \c   %else
3030 \c                 mov     dx,%2
3031 \c                 mov     cx,%3
3032 \c   %endif
3033 \c                 mov     bx,%1
3034 \c                 mov     ah,0x40
3035 \c                 int     0x21
3037 \c %endmacro
3039 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
3040 the following two ways:
3042 \c         writefile [file], strpointer, length
3043 \c         writefile [file], "hello", 13, 10
3045 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
3046 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
3047 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
3048 it itself and works out the address and length for itself.
3050 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
3051 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
3052 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
3053 which case, all but the first two would be lumped together into
3054 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
3056 The usual \I\c{%elifid}\I\c{%elifnum}\I\c{%elifstr}\c{%elif}...,
3057 \I\c{%ifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%ifnstr}\c{%ifn}..., and
3058 \I\c{%elifnid}\I\c{%elifnnum}\I\c{%elifnstr}\c{%elifn}... versions
3059 exist for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
3061 \S{iftoken} \i\c{%iftoken}: Test for a Single Token
3063 Some macros will want to do different things depending on if it is
3064 passed a single token (e.g. paste it to something else using \c{%+})
3065 versus a multi-token sequence.
3067 The conditional assembly construct \c{%iftoken} assembles the
3068 subsequent code if and only if the expanded parameters consist of
3069 exactly one token, possibly surrounded by whitespace.
3071 For example:
3073 \c %iftoken 1
3075 will assemble the subsequent code, but
3077 \c %iftoken -1
3079 will not, since \c{-1} contains two tokens: the unary minus operator
3080 \c{-}, and the number \c{1}.
3082 The usual \i\c{%eliftoken}, \i\c\{%ifntoken}, and \i\c{%elifntoken}
3083 variants are also provided.
3085 \S{ifempty} \i\c{%ifempty}: Test for Empty Expansion
3087 The conditional assembly construct \c{%ifempty} assembles the
3088 subsequent code if and only if the expanded parameters do not contain
3089 any tokens at all, whitespace excepted.
3091 The usual \i\c{%elifempty}, \i\c\{%ifnempty}, and \i\c{%elifnempty}
3092 variants are also provided.
3094 \S{ifenv} \i\c{%ifenv}: Test If Environment Variable Exists
3096 The conditional assembly construct \c{%ifenv} assembles the
3097 subsequent code if and only if the environment variable referenced by
3098 the \c{%!<env>} directive exists.
3100 The usual \i\c{%elifenv}, \i\c\{%ifnenv}, and \i\c{%elifnenv}
3101 variants are also provided.
3103 Just as for \c{%!<env>} the argument should be written as a string if
3104 it contains characters that would not be legal in an identifier.  See
3105 \k{getenv}.
3107 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
3109 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
3110 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
3111 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
3112 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
3114 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
3115 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
3116 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
3117 replicated as many times as specified by the preprocessor:
3119 \c %assign i 0
3120 \c %rep    64
3121 \c         inc     word [table+2*i]
3122 \c %assign i i+1
3123 \c %endrep
3125 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
3126 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
3127 \c{[table+126]}.
3129 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
3130 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
3131 terminate the loop, like this:
3133 \c fibonacci:
3134 \c %assign i 0
3135 \c %assign j 1
3136 \c %rep 100
3137 \c %if j > 65535
3138 \c     %exitrep
3139 \c %endif
3140 \c         dw j
3141 \c %assign k j+i
3142 \c %assign i j
3143 \c %assign j k
3144 \c %endrep
3146 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
3148 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
3149 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
3150 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
3151 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
3152 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
3153 be gradually used up and other applications to start crashing.
3155 Note a maximum repeat count is limited by 62 bit number, though it
3156 is hardly possible that you ever need anything bigger.
3159 \H{files} Source Files and Dependencies
3161 These commands allow you to split your sources into multiple files.
3163 \S{include} \i\c{%include}: \i{Including Other Files}
3165 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
3166 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
3167 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
3169 \c %include "macros.mac"
3171 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
3172 file containing the \c{%include} directive.
3174 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
3175 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
3176 opposed to the location of the NASM executable or the location of
3177 the source file), plus any directories specified on the NASM command
3178 line using the \c{-i} option.
3180 The standard C idiom for preventing a file being included more than
3181 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
3182 the form
3184 \c %ifndef MACROS_MAC
3185 \c     %define MACROS_MAC
3186 \c     ; now define some macros
3187 \c %endif
3189 then including the file more than once will not cause errors,
3190 because the second time the file is included nothing will happen
3191 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
3193 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
3194 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
3195 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
3198 \S{pathsearch} \i\c{%pathsearch}: Search the Include Path
3200 The \c{%pathsearch} directive takes a single-line macro name and a
3201 filename, and declare or redefines the specified single-line macro to
3202 be the include-path-resolved version of the filename, if the file
3203 exists (otherwise, it is passed unchanged.)
3205 For example,
3207 \c %pathsearch MyFoo "foo.bin"
3209 ... with \c{-Ibins/} in the include path may end up defining the macro
3210 \c{MyFoo} to be \c{"bins/foo.bin"}.
3213 \S{depend} \i\c{%depend}: Add Dependent Files
3215 The \c{%depend} directive takes a filename and adds it to the list of
3216 files to be emitted as dependency generation when the \c{-M} options
3217 and its relatives (see \k{opt-M}) are used.  It produces no output.
3219 This is generally used in conjunction with \c{%pathsearch}.  For
3220 example, a simplified version of the standard macro wrapper for the
3221 \c{INCBIN} directive looks like:
3223 \c %imacro incbin 1-2+ 0
3224 \c %pathsearch dep %1
3225 \c %depend dep
3226 \c         incbin dep,%2
3227 \c %endmacro
3229 This first resolves the location of the file into the macro \c{dep},
3230 then adds it to the dependency lists, and finally issues the
3231 assembler-level \c{INCBIN} directive.
3234 \S{use} \i\c{%use}: Include Standard Macro Package
3236 The \c{%use} directive is similar to \c{%include}, but rather than
3237 including the contents of a file, it includes a named standard macro
3238 package.  The standard macro packages are part of NASM, and are
3239 described in \k{macropkg}.
3241 Unlike the \c{%include} directive, package names for the \c{%use}
3242 directive do not require quotes, but quotes are permitted.  In NASM
3243 2.04 and 2.05 the unquoted form would be macro-expanded; this is no
3244 longer true.  Thus, the following lines are equivalent:
3246 \c %use altreg
3247 \c %use 'altreg'
3249 Standard macro packages are protected from multiple inclusion.  When a
3250 standard macro package is used, a testable single-line macro of the
3251 form \c{__USE_}\e{package}\c{__} is also defined, see \k{use_def}.
3253 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
3255 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
3256 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
3257 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
3258 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
3259 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
3260 had defined. However, for such a macro you would also want to be
3261 able to nest these loops.
3263 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
3264 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
3265 characterized by a name. You add a new context to the stack using
3266 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
3267 define labels that are local to a particular context on the stack.
3270 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
3271 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
3273 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
3274 on the top of the context stack. \c{%push} takes an optional argument,
3275 which is the name of the context. For example:
3277 \c %push    foobar
3279 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can have
3280 several contexts on the stack with the same name: they can still be
3281 distinguished.  If no name is given, the context is unnamed (this is
3282 normally used when both the \c{%push} and the \c{%pop} are inside a
3283 single macro definition.)
3285 The directive \c{%pop}, taking one optional argument, removes the top
3286 context from the context stack and destroys it, along with any
3287 labels associated with it.  If an argument is given, it must match the
3288 name of the current context, otherwise it will issue an error.
3291 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
3293 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
3294 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
3295 is used to define a label which is local to the context on the top
3296 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
3297 above could be implemented by means of:
3299 \c %macro repeat 0
3301 \c     %push   repeat
3302 \c     %$begin:
3304 \c %endmacro
3306 \c %macro until 1
3308 \c         j%-1    %$begin
3309 \c     %pop
3311 \c %endmacro
3313 and invoked by means of, for example,
3315 \c         mov     cx,string
3316 \c         repeat
3317 \c         add     cx,3
3318 \c         scasb
3319 \c         until   e
3321 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
3322 in \c{AL}.
3324 If you need to define, or access, labels local to the context
3325 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
3326 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
3329 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
3331 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
3332 a particular context, in just the same way:
3334 \c %define %$localmac 3
3336 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
3337 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
3338 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
3341 \S{ctxfallthrough} \i{Context Fall-Through Lookup} \e{(deprecated)}
3343 Context fall-through lookup (automatic searching of outer contexts)
3344 is a feature that was added in NASM version 0.98.03. Unfortunately,
3345 this feature is unintuitive and can result in buggy code that would
3346 have otherwise been prevented by NASM's error reporting. As a result,
3347 this feature has been \e{deprecated}. NASM version 2.09 will issue a
3348 warning when usage of this \e{deprecated} feature is detected. Starting
3349 with NASM version 2.10, usage of this \e{deprecated} feature will simply
3350 result in an \e{expression syntax error}.
3352 An example usage of this \e{deprecated} feature follows:
3354 \c %macro ctxthru 0
3355 \c %push ctx1
3356 \c     %assign %$external 1
3357 \c         %push ctx2
3358 \c             %assign %$internal 1
3359 \c             mov eax, %$external
3360 \c             mov eax, %$internal
3361 \c         %pop
3362 \c %pop
3363 \c %endmacro
3365 As demonstrated, \c{%$external} is being defined in the \c{ctx1}
3366 context and referenced within the \c{ctx2} context. With context
3367 fall-through lookup, referencing an undefined context-local macro
3368 like this implicitly searches through all outer contexts until a match
3369 is made or isn't found in any context. As a result, \c{%$external}
3370 referenced within the \c{ctx2} context would implicitly use \c{%$external}
3371 as defined in \c{ctx1}. Most people would expect NASM to issue an error in
3372 this situation because \c{%$external} was never defined within \c{ctx2} and also
3373 isn't qualified with the proper context depth, \c{%$$external}.
3375 Here is a revision of the above example with proper context depth:
3377 \c %macro ctxthru 0
3378 \c %push ctx1
3379 \c     %assign %$external 1
3380 \c         %push ctx2
3381 \c             %assign %$internal 1
3382 \c             mov eax, %$$external
3383 \c             mov eax, %$internal
3384 \c         %pop
3385 \c %pop
3386 \c %endmacro
3388 As demonstrated, \c{%$external} is still being defined in the \c{ctx1}
3389 context and referenced within the \c{ctx2} context. However, the
3390 reference to \c{%$external} within \c{ctx2} has been fully qualified with
3391 the proper context depth, \c{%$$external}, and thus is no longer ambiguous,
3392 unintuitive or erroneous.
3395 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
3397 If you need to change the name of the top context on the stack (in
3398 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
3399 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
3400 have the side effect of destroying all context-local labels and
3401 macros associated with the context that was just popped.
3403 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
3404 with a different name, without touching the associated macros and
3405 labels. So you could replace the destructive code
3407 \c %pop
3408 \c %push   newname
3410 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
3413 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
3415 This example makes use of almost all the context-stack features,
3416 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
3417 implement a block IF statement as a set of macros.
3419 \c %macro if 1
3421 \c     %push if
3422 \c     j%-1  %$ifnot
3424 \c %endmacro
3426 \c %macro else 0
3428 \c   %ifctx if
3429 \c         %repl   else
3430 \c         jmp     %$ifend
3431 \c         %$ifnot:
3432 \c   %else
3433 \c         %error  "expected `if' before `else'"
3434 \c   %endif
3436 \c %endmacro
3438 \c %macro endif 0
3440 \c   %ifctx if
3441 \c         %$ifnot:
3442 \c         %pop
3443 \c   %elifctx      else
3444 \c         %$ifend:
3445 \c         %pop
3446 \c   %else
3447 \c         %error  "expected `if' or `else' before `endif'"
3448 \c   %endif
3450 \c %endmacro
3452 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
3453 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
3454 that the macros are issued in the right order (for example, not
3455 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
3456 not.
3458 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
3459 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
3460 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
3461 to do different things depending on whether the context on top of
3462 the stack is \c{if} or \c{else}.
3464 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
3465 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
3466 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
3467 the context's name so that \c{endif} will know there was an
3468 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
3470 A sample usage of these macros might look like:
3472 \c         cmp     ax,bx
3474 \c         if ae
3475 \c                cmp     bx,cx
3477 \c                if ae
3478 \c                        mov     ax,cx
3479 \c                else
3480 \c                        mov     ax,bx
3481 \c                endif
3483 \c         else
3484 \c                cmp     ax,cx
3486 \c                if ae
3487 \c                        mov     ax,cx
3488 \c                endif
3490 \c         endif
3492 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
3493 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
3494 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
3495 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
3498 \H{stackrel} \i{Stack Relative Preprocessor Directives}
3500 The following preprocessor directives provide a way to use
3501 labels to refer to local variables allocated on the stack.
3503 \b\c{%arg}  (see \k{arg})
3505 \b\c{%stacksize}  (see \k{stacksize})
3507 \b\c{%local}  (see \k{local})
3510 \S{arg} \i\c{%arg} Directive
3512 The \c{%arg} directive is used to simplify the handling of
3513 parameters passed on the stack. Stack based parameter passing
3514 is used by many high level languages, including C, C++ and Pascal.
3516 While NASM has macros which attempt to duplicate this
3517 functionality (see \k{16cmacro}), the syntax is not particularly
3518 convenient to use and is not TASM compatible. Here is an example
3519 which shows the use of \c{%arg} without any external macros:
3521 \c some_function:
3523 \c     %push     mycontext        ; save the current context
3524 \c     %stacksize large           ; tell NASM to use bp
3525 \c     %arg      i:word, j_ptr:word
3527 \c         mov     ax,[i]
3528 \c         mov     bx,[j_ptr]
3529 \c         add     ax,[bx]
3530 \c         ret
3532 \c     %pop                       ; restore original context
3534 This is similar to the procedure defined in \k{16cmacro} and adds
3535 the value in i to the value pointed to by j_ptr and returns the
3536 sum in the ax register. See \k{pushpop} for an explanation of
3537 \c{push} and \c{pop} and the use of context stacks.
3540 \S{stacksize} \i\c{%stacksize} Directive
3542 The \c{%stacksize} directive is used in conjunction with the
3543 \c{%arg} (see \k{arg}) and the \c{%local} (see \k{local}) directives.
3544 It tells NASM the default size to use for subsequent \c{%arg} and
3545 \c{%local} directives. The \c{%stacksize} directive takes one
3546 required argument which is one of \c{flat}, \c{flat64}, \c{large} or \c{small}.
3548 \c %stacksize flat
3550 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3551 relative to \c{ebp} and it assumes that a near form of call was used
3552 to get to this label (i.e. that \c{eip} is on the stack).
3554 \c %stacksize flat64
3556 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3557 relative to \c{rbp} and it assumes that a near form of call was used
3558 to get to this label (i.e. that \c{rip} is on the stack).
3560 \c %stacksize large
3562 This form uses \c{bp} to do stack-based parameter addressing and
3563 assumes that a far form of call was used to get to this address
3564 (i.e. that \c{ip} and \c{cs} are on the stack).
3566 \c %stacksize small
3568 This form also uses \c{bp} to address stack parameters, but it is
3569 different from \c{large} because it also assumes that the old value
3570 of bp is pushed onto the stack (i.e. it expects an \c{ENTER}
3571 instruction). In other words, it expects that \c{bp}, \c{ip} and
3572 \c{cs} are on the top of the stack, underneath any local space which
3573 may have been allocated by \c{ENTER}. This form is probably most
3574 useful when used in combination with the \c{%local} directive
3575 (see \k{local}).
3578 \S{local} \i\c{%local} Directive
3580 The \c{%local} directive is used to simplify the use of local
3581 temporary stack variables allocated in a stack frame. Automatic
3582 local variables in C are an example of this kind of variable. The
3583 \c{%local} directive is most useful when used with the \c{%stacksize}
3584 (see \k{stacksize} and is also compatible with the \c{%arg} directive
3585 (see \k{arg}). It allows simplified reference to variables on the
3586 stack which have been allocated typically by using the \c{ENTER}
3587 instruction.
3588 \# (see \k{insENTER} for a description of that instruction).
3589 An example of its use is the following:
3591 \c silly_swap:
3593 \c     %push mycontext             ; save the current context
3594 \c     %stacksize small            ; tell NASM to use bp
3595 \c     %assign %$localsize 0       ; see text for explanation
3596 \c     %local old_ax:word, old_dx:word
3598 \c         enter   %$localsize,0   ; see text for explanation
3599 \c         mov     [old_ax],ax     ; swap ax & bx
3600 \c         mov     [old_dx],dx     ; and swap dx & cx
3601 \c         mov     ax,bx
3602 \c         mov     dx,cx
3603 \c         mov     bx,[old_ax]
3604 \c         mov     cx,[old_dx]
3605 \c         leave                   ; restore old bp
3606 \c         ret                     ;
3608 \c     %pop                        ; restore original context
3610 The \c{%$localsize} variable is used internally by the
3611 \c{%local} directive and \e{must} be defined within the
3612 current context before the \c{%local} directive may be used.
3613 Failure to do so will result in one expression syntax error for
3614 each \c{%local} variable declared. It then may be used in
3615 the construction of an appropriately sized ENTER instruction
3616 as shown in the example.
3619 \H{pperror} Reporting \i{User-Defined Errors}: \i\c{%error}, \i\c{%warning}, \i\c{%fatal}
3621 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
3622 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
3623 try to assemble your source files, you can ensure that they define the
3624 right macros by means of code like this:
3626 \c %ifdef F1
3627 \c     ; do some setup
3628 \c %elifdef F2
3629 \c     ; do some different setup
3630 \c %else
3631 \c     %error "Neither F1 nor F2 was defined."
3632 \c %endif
3634 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
3635 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
3636 having to wait until the program crashes on being run and then not
3637 knowing what went wrong.
3639 Similarly, \c{%warning} issues a warning, but allows assembly to continue:
3641 \c %ifdef F1
3642 \c     ; do some setup
3643 \c %elifdef F2
3644 \c     ; do some different setup
3645 \c %else
3646 \c     %warning "Neither F1 nor F2 was defined, assuming F1."
3647 \c     %define F1
3648 \c %endif
3650 \c{%error} and \c{%warning} are issued only on the final assembly
3651 pass.  This makes them safe to use in conjunction with tests that
3652 depend on symbol values.
3654 \c{%fatal} terminates assembly immediately, regardless of pass.  This
3655 is useful when there is no point in continuing the assembly further,
3656 and doing so is likely just going to cause a spew of confusing error
3657 messages.
3659 It is optional for the message string after \c{%error}, \c{%warning}
3660 or \c{%fatal} to be quoted.  If it is \e{not}, then single-line macros
3661 are expanded in it, which can be used to display more information to
3662 the user.  For example:
3664 \c %if foo > 64
3665 \c     %assign foo_over foo-64
3666 \c     %error foo is foo_over bytes too large
3667 \c %endif
3670 \H{otherpreproc} \i{Other Preprocessor Directives}
3672 NASM also has preprocessor directives which allow access to
3673 information from external sources. Currently they include:
3675 \b\c{%line} enables NASM to correctly handle the output of another
3676 preprocessor (see \k{line}).
3678 \b\c{%!} enables NASM to read in the value of an environment variable,
3679 which can then be used in your program (see \k{getenv}).
3681 \S{line} \i\c{%line} Directive
3683 The \c{%line} directive is used to notify NASM that the input line
3684 corresponds to a specific line number in another file.  Typically
3685 this other file would be an original source file, with the current
3686 NASM input being the output of a pre-processor.  The \c{%line}
3687 directive allows NASM to output messages which indicate the line
3688 number of the original source file, instead of the file that is being
3689 read by NASM.
3691 This preprocessor directive is not generally of use to programmers,
3692 by may be of interest to preprocessor authors.  The usage of the
3693 \c{%line} preprocessor directive is as follows:
3695 \c %line nnn[+mmm] [filename]
3697 In this directive, \c{nnn} identifies the line of the original source
3698 file which this line corresponds to.  \c{mmm} is an optional parameter
3699 which specifies a line increment value; each line of the input file
3700 read in is considered to correspond to \c{mmm} lines of the original
3701 source file.  Finally, \c{filename} is an optional parameter which
3702 specifies the file name of the original source file.
3704 After reading a \c{%line} preprocessor directive, NASM will report
3705 all file name and line numbers relative to the values specified
3706 therein.
3709 \S{getenv} \i\c{%!}\c{<env>}: Read an environment variable.
3711 The \c{%!<env>} directive makes it possible to read the value of an
3712 environment variable at assembly time. This could, for example, be used
3713 to store the contents of an environment variable into a string, which
3714 could be used at some other point in your code.
3716 For example, suppose that you have an environment variable \c{FOO}, and
3717 you want the contents of \c{FOO} to be embedded in your program. You
3718 could do that as follows:
3720 \c %defstr FOO          %!FOO
3722 See \k{defstr} for notes on the \c{%defstr} directive.
3724 If the name of the environment variable contains non-identifier
3725 characters, you can use string quotes to surround the name of the
3726 variable, for example:
3728 \c %defstr C_colon      %!'C:'
3731 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
3733 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
3734 when it starts to process any source file. If you really need a
3735 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
3736 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything but
3737 context-local preprocessor variables and single-line macros.
3739 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
3740 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
3741 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
3742 described here.
3745 \S{stdmacver} \i{NASM Version} Macros
3747 The single-line macros \i\c{__NASM_MAJOR__}, \i\c{__NASM_MINOR__},
3748 \i\c{__NASM_SUBMINOR__} and \i\c{___NASM_PATCHLEVEL__} expand to the
3749 major, minor, subminor and patch level parts of the \i{version
3750 number of NASM} being used. So, under NASM 0.98.32p1 for
3751 example, \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0, \c{__NASM_MINOR__}
3752 would be defined as 98, \c{__NASM_SUBMINOR__} would be defined to 32,
3753 and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} would be defined as 1.
3755 Additionally, the macro \i\c{__NASM_SNAPSHOT__} is defined for
3756 automatically generated snapshot releases \e{only}.
3759 \S{stdmacverid} \i\c{__NASM_VERSION_ID__}: \i{NASM Version ID}
3761 The single-line macro \c{__NASM_VERSION_ID__} expands to a dword integer
3762 representing the full version number of the version of nasm being used.
3763 The value is the equivalent to \c{__NASM_MAJOR__}, \c{__NASM_MINOR__},
3764 \c{__NASM_SUBMINOR__} and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} concatenated to
3765 produce a single doubleword. Hence, for 0.98.32p1, the returned number
3766 would be equivalent to:
3768 \c         dd      0x00622001
3772 \c         db      1,32,98,0
3774 Note that the above lines are generate exactly the same code, the second
3775 line is used just to give an indication of the order that the separate
3776 values will be present in memory.
3779 \S{stdmacverstr} \i\c{__NASM_VER__}: \i{NASM Version string}
3781 The single-line macro \c{__NASM_VER__} expands to a string which defines
3782 the version number of nasm being used. So, under NASM 0.98.32 for example,
3784 \c         db      __NASM_VER__
3786 would expand to
3788 \c         db      "0.98.32"
3791 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
3793 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
3794 name and line number containing the current instruction. The macro
3795 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
3796 current input file (which may change through the course of assembly
3797 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
3798 numeric constant giving the current line number in the input file.
3800 These macros could be used, for example, to communicate debugging
3801 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
3802 definition (either single-line or multi-line) will return the line
3803 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
3804 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
3805 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
3806 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
3807 here'. You could then write a macro
3809 \c %macro  notdeadyet 0
3811 \c         push    eax
3812 \c         mov     eax,__LINE__
3813 \c         call    stillhere
3814 \c         pop     eax
3816 \c %endmacro
3818 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
3819 find the crash point.
3822 \S{bitsm} \i\c{__BITS__}: Current BITS Mode
3824 The \c{__BITS__} standard macro is updated every time that the BITS mode is
3825 set using the \c{BITS XX} or \c{[BITS XX]} directive, where XX is a valid mode
3826 number of 16, 32 or 64. \c{__BITS__} receives the specified mode number and
3827 makes it globally available. This can be very useful for those who utilize
3828 mode-dependent macros.
3830 \S{ofmtm} \i\c{__OUTPUT_FORMAT__}: Current Output Format
3832 The \c{__OUTPUT_FORMAT__} standard macro holds the current Output Format,
3833 as given by the \c{-f} option or NASM's default. Type \c{nasm -hf} for a
3834 list.
3836 \c %ifidn __OUTPUT_FORMAT__, win32
3837 \c  %define NEWLINE 13, 10
3838 \c %elifidn __OUTPUT_FORMAT__, elf32
3839 \c  %define NEWLINE 10
3840 \c %endif
3843 \S{datetime} Assembly Date and Time Macros
3845 NASM provides a variety of macros that represent the timestamp of the
3846 assembly session.
3848 \b The \i\c{__DATE__} and \i\c{__TIME__} macros give the assembly date and
3849 time as strings, in ISO 8601 format (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"},
3850 respectively.)
3852 \b The \i\c{__DATE_NUM__} and \i\c{__TIME_NUM__} macros give the assembly
3853 date and time in numeric form; in the format \c{YYYYMMDD} and
3854 \c{HHMMSS} respectively.
3856 \b The \i\c{__UTC_DATE__} and \i\c{__UTC_TIME__} macros give the assembly
3857 date and time in universal time (UTC) as strings, in ISO 8601 format
3858 (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"}, respectively.)  If the host
3859 platform doesn't provide UTC time, these macros are undefined.
3861 \b The \i\c{__UTC_DATE_NUM__} and \i\c{__UTC_TIME_NUM__} macros give the
3862 assembly date and time universal time (UTC) in numeric form; in the
3863 format \c{YYYYMMDD} and \c{HHMMSS} respectively.  If the
3864 host platform doesn't provide UTC time, these macros are
3865 undefined.
3867 \b The \c{__POSIX_TIME__} macro is defined as a number containing the
3868 number of seconds since the POSIX epoch, 1 January 1970 00:00:00 UTC;
3869 excluding any leap seconds.  This is computed using UTC time if
3870 available on the host platform, otherwise it is computed using the
3871 local time as if it was UTC.
3873 All instances of time and date macros in the same assembly session
3874 produce consistent output.  For example, in an assembly session
3875 started at 42 seconds after midnight on January 1, 2010 in Moscow
3876 (timezone UTC+3) these macros would have the following values,
3877 assuming, of course, a properly configured environment with a correct
3878 clock:
3880 \c       __DATE__             "2010-01-01"
3881 \c       __TIME__             "00:00:42"
3882 \c       __DATE_NUM__         20100101
3883 \c       __TIME_NUM__         000042
3884 \c       __UTC_DATE__         "2009-12-31"
3885 \c       __UTC_TIME__         "21:00:42"
3886 \c       __UTC_DATE_NUM__     20091231
3887 \c       __UTC_TIME_NUM__     210042
3888 \c       __POSIX_TIME__       1262293242
3891 \S{use_def} \I\c{__USE_*__}\c{__USE_}\e{package}\c{__}: Package
3892 Include Test
3894 When a standard macro package (see \k{macropkg}) is included with the
3895 \c{%use} directive (see \k{use}), a single-line macro of the form
3896 \c{__USE_}\e{package}\c{__} is automatically defined.  This allows
3897 testing if a particular package is invoked or not.
3899 For example, if the \c{altreg} package is included (see
3900 \k{pkg_altreg}), then the macro \c{__USE_ALTREG__} is defined.
3903 \S{pass_macro} \i\c{__PASS__}: Assembly Pass
3905 The macro \c{__PASS__} is defined to be \c{1} on preparatory passes,
3906 and \c{2} on the final pass.  In preprocess-only mode, it is set to
3907 \c{3}, and when running only to generate dependencies (due to the
3908 \c{-M} or \c{-MG} option, see \k{opt-M}) it is set to \c{0}.
3910 \e{Avoid using this macro if at all possible.  It is tremendously easy
3911 to generate very strange errors by misusing it, and the semantics may
3912 change in future versions of NASM.}
3915 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
3917 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
3918 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
3919 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
3920 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
3922 \c{STRUC} takes one or two parameters. The first parameter is the name
3923 of the data type. The second, optional parameter is the base offset of
3924 the structure. The name of the data type is defined as a symbol with
3925 the value of the base offset, and the name of the data type with the
3926 suffix \c{_size} appended to it is defined as an \c{EQU} giving the
3927 size of the structure. Once \c{STRUC} has been issued, you are
3928 defining the structure, and should define fields using the \c{RESB}
3929 family of pseudo-instructions, and then invoke \c{ENDSTRUC} to finish
3930 the definition.
3932 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
3933 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
3935 \c struc   mytype
3937 \c   mt_long:      resd    1
3938 \c   mt_word:      resw    1
3939 \c   mt_byte:      resb    1
3940 \c   mt_str:       resb    32
3942 \c endstruc
3944 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
3945 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
3946 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
3947 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
3949 The reason why the structure type name is defined at zero by default
3950 is a side effect of allowing structures to work with the local label
3951 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
3952 more than one structure, you can define the above structure like this:
3954 \c struc mytype
3956 \c   .long:        resd    1
3957 \c   .word:        resw    1
3958 \c   .byte:        resb    1
3959 \c   .str:         resb    32
3961 \c endstruc
3963 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
3964 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
3966 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
3967 support any form of period notation to refer to the elements of a
3968 structure once you have one (except the above local-label notation),
3969 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
3970 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
3971 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
3972 ax,[mystruc+mytype.word]}.
3974 Sometimes you only have the address of the structure displaced by an
3975 offset. For example, consider this standard stack frame setup:
3977 \c push ebp
3978 \c mov ebp, esp
3979 \c sub esp, 40
3981 In this case, you could access an element by subtracting the offset:
3983 \c mov [ebp - 40 + mytype.word], ax
3985 However, if you do not want to repeat this offset, you can use -40 as
3986 a base offset:
3988 \c struc mytype, -40
3990 And access an element this way:
3992 \c mov [ebp + mytype.word], ax
3995 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
3996 \i{Instances of Structures}
3998 Having defined a structure type, the next thing you typically want
3999 to do is to declare instances of that structure in your data
4000 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
4001 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
4002 you code something like this:
4004 \c mystruc:
4005 \c     istruc mytype
4007 \c         at mt_long, dd      123456
4008 \c         at mt_word, dw      1024
4009 \c         at mt_byte, db      'x'
4010 \c         at mt_str,  db      'hello, world', 13, 10, 0
4012 \c     iend
4014 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
4015 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
4016 specified structure field, and then to declare the specified data.
4017 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
4018 they were specified in the structure definition.
4020 If the data to go in a structure field requires more than one source
4021 line to specify, the remaining source lines can easily come after
4022 the \c{AT} line. For example:
4024 \c         at mt_str,  db      123,134,145,156,167,178,189
4025 \c                     db      190,100,0
4027 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
4028 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
4029 line:
4031 \c         at mt_str
4032 \c                 db      'hello, world'
4033 \c                 db      13,10,0
4036 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
4038 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
4039 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
4040 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
4041 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
4043 \c         align   4               ; align on 4-byte boundary
4044 \c         align   16              ; align on 16-byte boundary
4045 \c         align   8,db 0          ; pad with 0s rather than NOPs
4046 \c         align   4,resb 1        ; align to 4 in the BSS
4047 \c         alignb  4               ; equivalent to previous line
4049 Both macros require their first argument to be a power of two; they
4050 both compute the number of additional bytes required to bring the
4051 length of the current section up to a multiple of that power of two,
4052 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
4053 perform the alignment.
4055 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
4056 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
4057 second argument is specified, the two macros are equivalent.
4058 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
4059 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
4060 except for special purposes.
4062 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
4063 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
4064 power of two, or if their second argument generates more than one
4065 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
4066 thing.
4068 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
4069 be used within structure definitions:
4071 \c struc mytype2
4073 \c   mt_byte:
4074 \c         resb 1
4075 \c         alignb 2
4076 \c   mt_word:
4077 \c         resw 1
4078 \c         alignb 4
4079 \c   mt_long:
4080 \c         resd 1
4081 \c   mt_str:
4082 \c         resb 32
4084 \c endstruc
4086 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
4087 relative to the base of the structure.
4089 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
4090 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
4091 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
4092 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
4093 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
4094 check that the section's alignment characteristics are sensible for
4095 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
4097 Both \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} do call \c{SECTALIGN} macro implicitly.
4098 See \k{sectalign} for details.
4100 See also the \c{smartalign} standard macro package, \k{pkg_smartalign}.
4103 \S{sectalign} \i\c{SECTALIGN}: Section Alignment
4105 The \c{SECTALIGN} macros provides a way to modify alignment attribute
4106 of output file section. Unlike the \c{align=} attribute (which is allowed
4107 at section definition only) the \c{SECTALIGN} macro may be used at any time.
4109 For example the directive
4111 \c SECTALIGN 16
4113 sets the section alignment requirements to 16 bytes. Once increased it can
4114 not be decreased, the magnitude may grow only.
4116 Note that \c{ALIGN} (see \k{align}) calls the \c{SECTALIGN} macro implicitly
4117 so the active section alignment requirements may be updated. This is by default
4118 behaviour, if for some reason you want the \c{ALIGN} do not call \c{SECTALIGN}
4119 at all use the directive
4121 \c SECTALIGN OFF
4123 It is still possible to turn in on again by
4125 \c SECTALIGN ON
4128 \C{macropkg} \i{Standard Macro Packages}
4130 The \i\c{%use} directive (see \k{use}) includes one of the standard
4131 macro packages included with the NASM distribution and compiled into
4132 the NASM binary.  It operates like the \c{%include} directive (see
4133 \k{include}), but the included contents is provided by NASM itself.
4135 The names of standard macro packages are case insensitive, and can be
4136 quoted or not.
4139 \H{pkg_altreg} \i\c{altreg}: \i{Alternate Register Names}
4141 The \c{altreg} standard macro package provides alternate register
4142 names.  It provides numeric register names for all registers (not just
4143 \c{R8}-\c{R15}), the Intel-defined aliases \c{R8L}-\c{R15L} for the
4144 low bytes of register (as opposed to the NASM/AMD standard names
4145 \c{R8B}-\c{R15B}), and the names \c{R0H}-\c{R3H} (by analogy with
4146 \c{R0L}-\c{R3L}) for \c{AH}, \c{CH}, \c{DH}, and \c{BH}.
4148 Example use:
4150 \c %use altreg
4152 \c proc:
4153 \c       mov r0l,r3h                    ; mov al,bh
4154 \c       ret
4156 See also \k{reg64}.
4159 \H{pkg_smartalign} \i\c{smartalign}\I{align, smart}: Smart \c{ALIGN} Macro
4161 The \c{smartalign} standard macro package provides for an \i\c{ALIGN}
4162 macro which is more powerful than the default (and
4163 backwards-compatible) one (see \k{align}).  When the \c{smartalign}
4164 package is enabled, when \c{ALIGN} is used without a second argument,
4165 NASM will generate a sequence of instructions more efficient than a
4166 series of \c{NOP}.  Furthermore, if the padding exceeds a specific
4167 threshold, then NASM will generate a jump over the entire padding
4168 sequence.
4170 The specific instructions generated can be controlled with the
4171 new \i\c{ALIGNMODE} macro.  This macro takes two parameters: one mode,
4172 and an optional jump threshold override. If (for any reason) you need
4173 to turn off the jump completely just set jump threshold value to -1
4174 (or set it to \c{nojmp}). The following modes are possible:
4176 \b \c{generic}: Works on all x86 CPUs and should have reasonable
4177 performance.  The default jump threshold is 8.  This is the
4178 default.
4180 \b \c{nop}: Pad out with \c{NOP} instructions.  The only difference
4181 compared to the standard \c{ALIGN} macro is that NASM can still jump
4182 over a large padding area.  The default jump threshold is 16.
4184 \b \c{k7}: Optimize for the AMD K7 (Athlon/Althon XP).  These
4185 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
4186 threshold is 16.
4188 \b \c{k8}: Optimize for the AMD K8 (Opteron/Althon 64).  These
4189 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
4190 threshold is 16.
4192 \b \c{p6}: Optimize for Intel CPUs.  This uses the long \c{NOP}
4193 instructions first introduced in Pentium Pro.  This is incompatible
4194 with all CPUs of family 5 or lower, as well as some VIA CPUs and
4195 several virtualization solutions.  The default jump threshold is 16.
4197 The macro \i\c{__ALIGNMODE__} is defined to contain the current
4198 alignment mode.  A number of other macros beginning with \c{__ALIGN_}
4199 are used internally by this macro package.
4202 \H{pkg_fp} \i\c\{fp}: Floating-point macros
4204 This packages contains the following floating-point convenience macros:
4206 \c %define Inf             __Infinity__
4207 \c %define NaN             __QNaN__
4208 \c %define QNaN            __QNaN__
4209 \c %define SNaN            __SNaN__
4211 \c %define float8(x)       __float8__(x)
4212 \c %define float16(x)      __float16__(x)
4213 \c %define float32(x)      __float32__(x)
4214 \c %define float64(x)      __float64__(x)
4215 \c %define float80m(x)     __float80m__(x)
4216 \c %define float80e(x)     __float80e__(x)
4217 \c %define float128l(x)    __float128l__(x)
4218 \c %define float128h(x)    __float128h__(x)
4221 \H{pkg_ifunc} \i\c{ifunc}: \i{Integer functions}
4223 This package contains a set of macros which implement integer
4224 functions.  These are actually implemented as special operators, but
4225 are most conveniently accessed via this macro package.
4227 The macros provided are:
4229 \S{ilog2} \i{Integer logarithms}
4231 These functions calculate the integer logarithm base 2 of their
4232 argument, considered as an unsigned integer.  The only differences
4233 between the functions is their respective behavior if the argument
4234 provided is not a power of two.
4236 The function \i\c{ilog2e()} (alias \i\c{ilog2()}) generates an error if
4237 the argument is not a power of two.
4239 The function \i\c{ilog2f()} rounds the argument down to the nearest
4240 power of two; if the argument is zero it returns zero.
4242 The function \i\c{ilog2c()} rounds the argument up to the nearest
4243 power of two.
4245 The functions \i\c{ilog2fw()} (alias \i\c{ilog2w()}) and
4246 \i\c{ilog2cw()} generate a warning if the argument is not a power of
4247 two, but otherwise behaves like \c{ilog2f()} and \c{ilog2c()},
4248 respectively.
4251 \C{directive} \i{Assembler Directives}
4253 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
4254 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
4255 directives. These are described in this chapter.
4257 NASM's directives come in two types: \I{user-level
4258 directives}\e{user-level} directives and \I{primitive
4259 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
4260 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
4261 recommend that users use the user-level forms of the directives,
4262 which are implemented as macros which call the primitive forms.
4264 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
4265 directives are not.
4267 In addition to the universal directives described in this chapter,
4268 each object file format can optionally supply extra directives in
4269 order to control particular features of that file format. These
4270 \I{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
4271 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
4274 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
4276 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
4277 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
4278 operating in 16-bit mode, 32-bit mode or 64-bit mode. The syntax is
4279 \c{BITS XX}, where XX is 16, 32 or 64.
4281 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
4282 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf}, \c{macho}, \c{win32} and \c{win64}
4283 object formats, which are designed for use in 32-bit or 64-bit
4284 operating systems, all cause NASM to select 32-bit or 64-bit mode,
4285 respectively, by default. The \c{obj} object format allows you
4286 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
4287 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
4288 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
4290 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
4291 32-bit or 64-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
4292 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
4293 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
4294 device drivers and boot loader software.
4296 The \c{BITS} directive can also be used to generate code for a
4297 different mode than the standard one for the output format.
4299 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
4300 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
4301 assembler will generate incorrect code because it will be writing
4302 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
4304 When NASM is in \c{BITS 16} mode, instructions which use 32-bit
4305 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
4306 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} mode, the reverse is
4307 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
4308 using 16-bit data need an 0x66 and those working on 16-bit addresses
4309 need an 0x67.
4311 When NASM is in \c{BITS 64} mode, most instructions operate the same
4312 as they do for \c{BITS 32} mode. However, there are 8 more general and
4313 SSE registers, and 16-bit addressing is no longer supported.
4315 The default address size is 64 bits; 32-bit addressing can be selected
4316 with the 0x67 prefix.  The default operand size is still 32 bits,
4317 however, and the 0x66 prefix selects 16-bit operand size.  The \c{REX}
4318 prefix is used both to select 64-bit operand size, and to access the
4319 new registers. NASM automatically inserts REX prefixes when
4320 necessary.
4322 When the \c{REX} prefix is used, the processor does not know how to
4323 address the AH, BH, CH or DH (high 8-bit legacy) registers. Instead,
4324 it is possible to access the the low 8-bits of the SP, BP SI and DI
4325 registers as SPL, BPL, SIL and DIL, respectively; but only when the
4326 REX prefix is used.
4328 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
4329 \c{[BITS 16]}, \c{[BITS 32]} and \c{[BITS 64]}. The user-level form is
4330 a macro which has no function other than to call the primitive form.
4332 Note that the space is neccessary, e.g. \c{BITS32} will \e{not} work!
4334 \S{USE16 & USE32} \i\c{USE16} & \i\c{USE32}: Aliases for BITS
4336 The `\c{USE16}' and `\c{USE32}' directives can be used in place of
4337 `\c{BITS 16}' and `\c{BITS 32}', for compatibility with other assemblers.
4340 \H{default} \i\c{DEFAULT}: Change the assembler defaults
4342 The \c{DEFAULT} directive changes the assembler defaults.  Normally,
4343 NASM defaults to a mode where the programmer is expected to explicitly
4344 specify most features directly.  However, this is occasionally
4345 obnoxious, as the explicit form is pretty much the only one one wishes
4346 to use.
4348 Currently, \c{DEFAULT} can set \c{REL} & \c{ABS} and \c{BND} & \c{NOBND}.
4350 \S{REL & ABS} \i\c{REL} & \i\c{ABS}: RIP-relative addressing
4352 This sets whether registerless instructions in 64-bit mode are \c{RIP}-relative
4353 or not. By default, they are absolute unless overridden with the \i\c{REL}
4354 specifier (see \k{effaddr}).  However, if \c{DEFAULT REL} is
4355 specified, \c{REL} is default, unless overridden with the \c{ABS}
4356 specifier, \e{except when used with an FS or GS segment override}.
4358 The special handling of \c{FS} and \c{GS} overrides are due to the
4359 fact that these registers are generally used as thread pointers or
4360 other special functions in 64-bit mode, and generating
4361 \c{RIP}-relative addresses would be extremely confusing.
4363 \c{DEFAULT REL} is disabled with \c{DEFAULT ABS}.
4365 \S{BND & NOBND} \i\c{BND} & \i\c{NOBND}: \c{BND} prefix
4367 If \c{DEFAULT BND} is set, all bnd-prefix available instructions following
4368 this directive are prefixed with bnd. To override it, \c{NOBND} prefix can
4369 be used.
4371 \c  DEFAULT BND
4372 \c      call foo            ; BND will be prefixed
4373 \c      nobnd call foo      ; BND will NOT be prefixed
4375 \c{DEFAULT NOBND} can disable \c{DEFAULT BND} and then \c{BND} prefix will be
4376 added only when explicitly specified in code.
4378 \c{DEFAULT BND} is expected to be the normal configuration for writing
4379 MPX-enabled code.
4381 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
4382 Sections}
4384 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
4385 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
4386 which section of the output file the code you write will be
4387 assembled into. In some object file formats, the number and names of
4388 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
4389 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
4390 define a new section, if you try to switch to a section that does
4391 not (yet) exist.
4393 The Unix object formats, and the \c{bin} object format (but see
4394 \k{multisec}), all support
4395 the \i{standardized section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
4396 for the code, data and uninitialized-data sections. The \c{obj}
4397 format, by contrast, does not recognize these section names as being
4398 special, and indeed will strip off the leading period of any section
4399 name that has one.
4402 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
4404 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
4405 functions differently from its primitive form. The primitive form,
4406 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
4407 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
4408 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
4409 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
4410 it. So the user-level directive
4412 \c         SECTION .text
4414 expands to the two lines
4416 \c %define __SECT__        [SECTION .text]
4417 \c         [SECTION .text]
4419 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
4420 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
4421 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
4423 \c %macro  writefile 2+
4425 \c         [section .data]
4427 \c   %%str:        db      %2
4428 \c   %%endstr:
4430 \c         __SECT__
4432 \c         mov     dx,%%str
4433 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
4434 \c         mov     bx,%1
4435 \c         mov     ah,0x40
4436 \c         int     0x21
4438 \c %endmacro
4440 This form of the macro, once passed a string to output, first
4441 switches temporarily to the data section of the file, using the
4442 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
4443 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
4444 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
4445 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
4446 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
4447 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
4448 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
4449 code in any of several separate code sections.
4452 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
4454 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
4455 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
4456 physical section, but at the hypothetical section starting at the
4457 given absolute address. The only instructions you can use in this
4458 mode are the \c{RESB} family.
4460 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
4462 \c absolute 0x1A
4464 \c     kbuf_chr    resw    1
4465 \c     kbuf_free   resw    1
4466 \c     kbuf        resw    16
4468 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
4469 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
4470 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
4472 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
4473 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
4475 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
4476 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
4478 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
4479 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
4480 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
4481 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
4483 \c         org     100h               ; it's a .COM program
4485 \c         jmp     setup              ; setup code comes last
4487 \c         ; the resident part of the TSR goes here
4488 \c setup:
4489 \c         ; now write the code that installs the TSR here
4491 \c absolute setup
4493 \c runtimevar1     resw    1
4494 \c runtimevar2     resd    20
4496 \c tsr_end:
4498 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
4499 after the setup has finished running, the space it took up can be
4500 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
4501 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
4502 needs to be made resident.
4505 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
4507 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
4508 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
4509 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
4510 defined in some other module and needs to be referred to by this
4511 one. Not every object-file format can support external variables:
4512 the \c{bin} format cannot.
4514 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
4515 argument is the name of a symbol:
4517 \c extern  _printf
4518 \c extern  _sscanf,_fscanf
4520 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
4521 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
4522 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
4523 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
4524 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
4525 by means of the directive
4527 \c extern  _variable:wrt dgroup
4529 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
4530 only in that it can take only one argument at a time: the support
4531 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
4533 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
4534 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
4535 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
4538 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
4540 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
4541 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
4542 linker errors, some other module must actually \e{define} the
4543 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
4544 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
4546 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
4547 the definition of the symbol.
4549 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
4550 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
4551 \c{GLOBAL} directive. For example:
4553 \c global _main
4554 \c _main:
4555 \c         ; some code
4557 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
4558 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
4559 example, lets you specify whether global data items are functions or
4560 data:
4562 \c global  hashlookup:function, hashtable:data
4564 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
4565 user-level form only in that it can take only one argument at a
4566 time.
4569 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
4571 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
4572 A common variable is much like a global variable declared in the
4573 uninitialized data section, so that
4575 \c common  intvar  4
4577 is similar in function to
4579 \c global  intvar
4580 \c section .bss
4582 \c intvar  resd    1
4584 The difference is that if more than one module defines the same
4585 common variable, then at link time those variables will be
4586 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
4587 at the same piece of memory.
4589 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
4590 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
4591 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
4592 specify the alignment requirements of a common variable:
4594 \c common  commvar  4:near  ; works in OBJ
4595 \c common  intarray 100:4   ; works in ELF: 4 byte aligned
4597 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
4598 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
4599 only one argument at a time.
4602 \H{CPU} \i\c{CPU}: Defining CPU Dependencies
4604 The \i\c{CPU} directive restricts assembly to those instructions which
4605 are available on the specified CPU.
4607 Options are:
4609 \b\c{CPU 8086}          Assemble only 8086 instruction set
4611 \b\c{CPU 186}           Assemble instructions up to the 80186 instruction set
4613 \b\c{CPU 286}           Assemble instructions up to the 286 instruction set
4615 \b\c{CPU 386}           Assemble instructions up to the 386 instruction set
4617 \b\c{CPU 486}           486 instruction set
4619 \b\c{CPU 586}           Pentium instruction set
4621 \b\c{CPU PENTIUM}       Same as 586
4623 \b\c{CPU 686}           P6 instruction set
4625 \b\c{CPU PPRO}          Same as 686
4627 \b\c{CPU P2}            Same as 686
4629 \b\c{CPU P3}            Pentium III (Katmai) instruction sets
4631 \b\c{CPU KATMAI}        Same as P3
4633 \b\c{CPU P4}            Pentium 4 (Willamette) instruction set
4635 \b\c{CPU WILLAMETTE}    Same as P4
4637 \b\c{CPU PRESCOTT}      Prescott instruction set
4639 \b\c{CPU X64}           x86-64 (x64/AMD64/Intel 64) instruction set
4641 \b\c{CPU IA64}          IA64 CPU (in x86 mode) instruction set
4643 All options are case insensitive.  All instructions will be selected
4644 only if they apply to the selected CPU or lower.  By default, all
4645 instructions are available.
4648 \H{FLOAT} \i\c{FLOAT}: Handling of \I{floating-point, constants}floating-point constants
4650 By default, floating-point constants are rounded to nearest, and IEEE
4651 denormals are supported.  The following options can be set to alter
4652 this behaviour:
4654 \b\c{FLOAT DAZ}         Flush denormals to zero
4656 \b\c{FLOAT NODAZ}       Do not flush denormals to zero (default)
4658 \b\c{FLOAT NEAR}        Round to nearest (default)
4660 \b\c{FLOAT UP}          Round up (toward +Infinity)
4662 \b\c{FLOAT DOWN}        Round down (toward -Infinity)
4664 \b\c{FLOAT ZERO}        Round toward zero
4666 \b\c{FLOAT DEFAULT}     Restore default settings
4668 The standard macros \i\c{__FLOAT_DAZ__}, \i\c{__FLOAT_ROUND__}, and
4669 \i\c{__FLOAT__} contain the current state, as long as the programmer
4670 has avoided the use of the brackeded primitive form, (\c{[FLOAT]}).
4672 \c{__FLOAT__} contains the full set of floating-point settings; this
4673 value can be saved away and invoked later to restore the setting.
4676 \H{asmdir-warning} \i\c{[WARNING]}: Enable or disable warnings
4678 The \c{[WARNING]} directive can be used to enable or disable classes
4679 of warnings in the same way as the \c{-w} option, see \k{opt-w} for
4680 more details about warning classes.
4682 \b \c{[warning +}\e{warning-class}\c{]} enables warnings for
4683    \e{warning-class}.
4685 \b \c{[warning -}\e{warning-class}\c{]} disables warnings for
4686    \e{warning-class}.
4688 \b \c{[warning *}\e{warning-class}\c{]} restores \e{warning-class} to
4689    the original value, either the default value or as specified on the
4690    command line.
4692 The \c{[WARNING]} directive also accepts the \c{all}, \c{error} and
4693 \c{error=}\e{warning-class} specifiers.
4695 No "user form" (without the brackets) currently exists.
4698 \C{outfmt} \i{Output Formats}
4700 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
4701 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
4702 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
4703 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
4704 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
4705 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
4707 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
4708 output file based on the input file name and the chosen output
4709 format. This will be generated by removing the \i{extension}
4710 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
4711 name, and substituting an extension defined by the output format.
4712 The extensions are given with each format below.
4715 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
4717 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
4718 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
4719 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
4720 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
4721 is also useful for \i{operating system} and \i{boot loader}
4722 development.
4724 The \c{bin} format supports \i{multiple section names}. For details of
4725 how NASM handles sections in the \c{bin} format, see \k{multisec}.
4727 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
4728 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit or 64-bit code,
4729 such as an OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
4730 or \I\c{BITS}\c{BITS 64} directive.
4732 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
4733 leaves your file name as it is once the original extension has been
4734 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
4735 into a binary file called \c{binprog}.
4738 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
4740 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
4741 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
4742 directive is to specify the origin address which NASM will assume
4743 the program begins at when it is loaded into memory.
4745 For example, the following code will generate the longword
4746 \c{0x00000104}:
4748 \c         org     0x100
4749 \c         dd      label
4750 \c label:
4752 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
4753 which allows you to jump around in the object file and overwrite
4754 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
4755 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
4756 offset which is added to all internal address references within the
4757 section; it does not permit any of the trickery that MASM's version
4758 does. See \k{proborg} for further comments.
4761 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
4762 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
4764 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
4765 directive to allow you to specify the alignment requirements of
4766 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
4767 end of the section-definition line. For example,
4769 \c section .data   align=16
4771 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
4772 aligned on a 16-byte boundary.
4774 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
4775 section start address must be forced to zero. The alignment value
4776 given may be any power of two.\I{section alignment, in
4777 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
4780 \S{multisec} \i{Multisection}\I{bin, multisection} Support for the \c{bin} Format
4782 The \c{bin} format allows the use of multiple sections, of arbitrary names,
4783 besides the "known" \c{.text}, \c{.data}, and \c{.bss} names.
4785 \b Sections may be designated \i\c{progbits} or \i\c{nobits}. Default
4786 is \c{progbits} (except \c{.bss}, which defaults to \c{nobits},
4787 of course).
4789 \b Sections can be aligned at a specified boundary following the previous
4790 section with \c{align=}, or at an arbitrary byte-granular position with
4791 \i\c{start=}.
4793 \b Sections can be given a virtual start address, which will be used
4794 for the calculation of all memory references within that section
4795 with \i\c{vstart=}.
4797 \b Sections can be ordered using \i\c{follows=}\c{<section>} or
4798 \i\c{vfollows=}\c{<section>} as an alternative to specifying an explicit
4799 start address.
4801 \b Arguments to \c{org}, \c{start}, \c{vstart}, and \c{align=} are
4802 critical expressions. See \k{crit}. E.g. \c{align=(1 << ALIGN_SHIFT)}
4803 - \c{ALIGN_SHIFT} must be defined before it is used here.
4805 \b Any code which comes before an explicit \c{SECTION} directive
4806 is directed by default into the \c{.text} section.
4808 \b If an \c{ORG} statement is not given, \c{ORG 0} is used
4809 by default.
4811 \b The \c{.bss} section will be placed after the last \c{progbits}
4812 section, unless \c{start=}, \c{vstart=}, \c{follows=}, or \c{vfollows=}
4813 has been specified.
4815 \b All sections are aligned on dword boundaries, unless a different
4816 alignment has been specified.
4818 \b Sections may not overlap.
4820 \b NASM creates the \c{section.<secname>.start} for each section,
4821 which may be used in your code.
4823 \S{map}\i{Map Files}
4825 Map files can be generated in \c{-f bin} format by means of the \c{[map]}
4826 option. Map types of \c{all} (default), \c{brief}, \c{sections}, \c{segments},
4827 or \c{symbols} may be specified. Output may be directed to \c{stdout}
4828 (default), \c{stderr}, or a specified file. E.g.
4829 \c{[map symbols myfile.map]}. No "user form" exists, the square
4830 brackets must be used.
4833 \H{ithfmt} \i\c{ith}: \i{Intel Hex} Output
4835 The \c{ith} file format produces Intel hex-format files.  Just as the
4836 \c{bin} format, this is a flat memory image format with no support for
4837 relocation or linking.  It is usually used with ROM programmers and
4838 similar utilities.
4840 All extensions supported by the \c{bin} file format is also supported by
4841 the \c{ith} file format.
4843 \c{ith} provides a default output file-name extension of \c{.ith}.
4846 \H{srecfmt} \i\c{srec}: \i{Motorola S-Records} Output
4848 The \c{srec} file format produces Motorola S-records files.  Just as the
4849 \c{bin} format, this is a flat memory image format with no support for
4850 relocation or linking.  It is usually used with ROM programmers and
4851 similar utilities.
4853 All extensions supported by the \c{bin} file format is also supported by
4854 the \c{srec} file format.
4856 \c{srec} provides a default output file-name extension of \c{.srec}.
4859 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
4861 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
4862 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
4863 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
4864 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
4866 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4868 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
4869 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
4870 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
4871 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
4872 file format.
4874 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
4875 can call your segments anything you like. Typical names for segments
4876 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
4878 If your source file contains code before specifying an explicit
4879 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
4880 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
4882 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
4883 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
4884 address of the segment. So, for example:
4886 \c segment data
4888 \c dvar:   dw      1234
4890 \c segment code
4892 \c function:
4893 \c         mov     ax,data         ; get segment address of data
4894 \c         mov     ds,ax           ; and move it into DS
4895 \c         inc     word [dvar]     ; now this reference will work
4896 \c         ret
4898 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
4899 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
4900 like
4902 \c extern  foo
4904 \c       mov   ax,seg foo            ; get preferred segment of foo
4905 \c       mov   ds,ax
4906 \c       mov   ax,data               ; a different segment
4907 \c       mov   es,ax
4908 \c       mov   ax,[ds:foo]           ; this accesses `foo'
4909 \c       mov   [es:foo wrt data],bx  ; so does this
4912 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
4913 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
4915 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
4916 directive to allow you to specify various properties of the segment
4917 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
4918 end of the segment-definition line. For example,
4920 \c segment code private align=16
4922 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
4923 segment, and requires that the portion of it described in this code
4924 module must be aligned on a 16-byte boundary.
4926 The available qualifiers are:
4928 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
4929 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
4930 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
4931 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
4932 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
4933 than stuck end-to-end.
4935 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
4936 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
4937 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
4938 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
4939 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
4940 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
4941 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
4942 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
4943 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
4945 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
4946 indicates to the linker that segments of the same class should be
4947 placed near each other in the output file. The class name can be any
4948 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
4950 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
4951 as an argument, and provides overlay information to an
4952 overlay-capable linker.
4954 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
4955 the effect of recording the choice in the object file and also
4956 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
4957 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
4959 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
4960 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
4961 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
4962 defines the group if it is not already defined.
4964 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
4965 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
4966 are currently known to make sensible use of this feature;
4967 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
4968 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
4969 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
4971 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
4972 class, no overlay, and \c{USE16}.
4975 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
4977 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
4978 single segment register can be used to refer to all the segments in
4979 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
4980 you can code
4982 \c segment data
4984 \c         ; some data
4986 \c segment bss
4988 \c         ; some uninitialized data
4990 \c group dgroup data bss
4992 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
4993 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
4994 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
4995 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
4996 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
4997 segment register.
4999 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
5000 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
5001 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
5002 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
5003 base rather than the segment base.
5005 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
5006 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
5007 segment which is part of more than one group will default to being
5008 relative to the first group that was defined to contain the segment.
5010 A group does not have to contain any segments; you can still make
5011 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
5012 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
5013 \c{FLAT} with no segments in it.
5016 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
5018 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
5019 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
5020 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
5021 segment, group and symbol names that are written to the object file
5022 to be forced to upper case just before being written. Within a
5023 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
5024 be written entirely in upper case if desired.
5026 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
5029 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
5030 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
5032 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
5033 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
5034 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
5035 as well as using the \c{IMPORT} directive.
5037 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
5038 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
5039 wish to import and the name of the library you wish to import it
5040 from. For example:
5042 \c     import  WSAStartup wsock32.dll
5044 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
5045 known in the library you are importing it from, in case this is not
5046 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
5047 once you have imported it. For example:
5049 \c     import  asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
5052 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
5053 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
5055 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
5056 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
5057 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
5058 using the \c{EXPORT} directive.
5060 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
5061 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
5062 optional second parameter (separated by white space from the first)
5063 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
5064 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
5065 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
5066 off.
5068 Further parameters can be given to define attributes of the exported
5069 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
5070 space. If further parameters are given, the external name must also
5071 be specified, even if it is the same as the internal name. The
5072 available attributes are:
5074 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
5075 resident by the system loader. This is an optimisation for
5076 frequently used symbols imported by name.
5078 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
5079 does not make use of any initialized data.
5081 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
5082 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
5083 between 32-bit and 16-bit segments.
5085 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
5086 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
5087 the desired number.
5089 For example:
5091 \c     export  myfunc
5092 \c     export  myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
5093 \c     export  myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
5094 \c     export  myfunc myfunc resident parm=23 nodata
5097 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
5098 Point}
5100 \c{OMF} linkers require exactly one of the object files being linked to
5101 define the program entry point, where execution will begin when the
5102 program is run. If the object file that defines the entry point is
5103 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
5104 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
5105 begin.
5108 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
5109 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
5111 If you declare an external symbol with the directive
5113 \c     extern  foo
5115 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
5116 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
5117 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
5118 \c{foo} you will usually need to do something like
5120 \c         mov     ax,seg foo      ; get preferred segment base
5121 \c         mov     es,ax           ; move it into ES
5122 \c         mov     ax,[es:foo]     ; and use offset `foo' from it
5124 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
5125 is going to be accessible from a given segment or group, say
5126 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
5127 simply code
5129 \c         mov     ax,[foo wrt dgroup]
5131 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
5132 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
5133 alternative form
5135 \c     extern  foo:wrt dgroup
5137 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
5138 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
5139 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
5140 \c{foo wrt dgroup}.
5142 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
5143 to make externals appear to be relative to any group or segment in
5144 your program. It can also be applied to common variables: see
5145 \k{objcommon}.
5148 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
5149 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
5151 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
5152 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
5153 specify which your variables should be by the use of the syntax
5155 \c common  nearvar 2:near   ; `nearvar' is a near common
5156 \c common  farvar  10:far   ; and `farvar' is far
5158 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
5159 OMF specification says that they are declared as a number of
5160 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
5161 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
5162 five-byte elements or one ten-byte element.
5164 Some \c{OMF} linkers require the \I{element size, in common
5165 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
5166 the variable size, to match when resolving common variables declared
5167 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
5168 the element size on your far common variables. This is done by the
5169 following syntax:
5171 \c common  c_5by2  10:far 5        ; two five-byte elements
5172 \c common  c_2by5  10:far 2        ; five two-byte elements
5174 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
5175 keyword is not required when an element size is specified, since
5176 only far commons may have element sizes at all. So the above
5177 declarations could equivalently be
5179 \c common  c_5by2  10:5            ; two five-byte elements
5180 \c common  c_2by5  10:2            ; five two-byte elements
5182 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
5183 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
5184 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
5186 \c common  foo     10:wrt dgroup
5187 \c common  bar     16:far 2:wrt data
5188 \c common  baz     24:wrt data:6
5191 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
5193 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
5194 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
5195 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
5196 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
5198 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
5200 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
5201 \c{COFF} (Common Object File Format) standard, the object files produced
5202 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
5203 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
5204 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
5205 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
5206 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
5207 files that Win32 linkers can generate correct output from.
5210 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
5211 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
5213 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
5214 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5215 and properties of sections you declare. Section types and properties
5216 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
5217 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
5218 these qualifiers.
5220 The available qualifiers are:
5222 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
5223 code section. This marks the section as readable and executable, but
5224 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
5225 section is code.
5227 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
5228 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
5229 writable, but not executable. \c{data} declares an initialized data
5230 section, whereas \c{bss} declares an uninitialized data section.
5232 \b \c{rdata} declares an initialized data section that is readable
5233 but not writable. Microsoft compilers use this section to place
5234 constants in it.
5236 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
5237 which is not included in the executable file by the linker, but may
5238 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
5239 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
5240 linker to interpret the contents of the section as command-line
5241 options.
5243 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5244 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
5245 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
5246 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
5247 request a greater section alignment than this. If alignment is not
5248 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
5249 sections, 8-byte alignment for rdata sections and 4-byte alignment
5250 for data (and BSS) sections.
5251 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
5252 alignment), though the value does not matter.
5254 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5255 qualifiers are:
5257 \c section .text    code  align=16
5258 \c section .data    data  align=4
5259 \c section .rdata   rdata align=8
5260 \c section .bss     bss   align=4
5262 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
5264 \S{win32safeseh} \c{win32}: Safe Structured Exception Handling
5266 Among other improvements in Windows XP SP2 and Windows Server 2003
5267 Microsoft has introduced concept of "safe structured exception
5268 handling." General idea is to collect handlers' entry points in
5269 designated read-only table and have alleged entry point verified
5270 against this table prior exception control is passed to the handler. In
5271 order for an executable module to be equipped with such "safe exception
5272 handler table," all object modules on linker command line has to comply
5273 with certain criteria. If one single module among them does not, then
5274 the table in question is omitted and above mentioned run-time checks
5275 will not be performed for application in question. Table omission is by
5276 default silent and therefore can be easily overlooked. One can instruct
5277 linker to refuse to produce binary without such table by passing
5278 \c{/safeseh} command line option.
5280 Without regard to this run-time check merits it's natural to expect
5281 NASM to be capable of generating modules suitable for \c{/safeseh}
5282 linking. From developer's viewpoint the problem is two-fold:
5284 \b how to adapt modules not deploying exception handlers of their own;
5286 \b how to adapt/develop modules utilizing custom exception handling;
5288 Former can be easily achieved with any NASM version by adding following
5289 line to source code:
5291 \c $@feat.00 equ 1
5293 As of version 2.03 NASM adds this absolute symbol automatically. If
5294 it's not already present to be precise. I.e. if for whatever reason
5295 developer would choose to assign another value in source file, it would
5296 still be perfectly possible.
5298 Registering custom exception handler on the other hand requires certain
5299 "magic." As of version 2.03 additional directive is implemented,
5300 \c{safeseh}, which instructs the assembler to produce appropriately
5301 formatted input data for above mentioned "safe exception handler
5302 table." Its typical use would be:
5304 \c section .text
5305 \c extern  _MessageBoxA@16
5306 \c %if     __NASM_VERSION_ID__ >= 0x02030000
5307 \c safeseh handler         ; register handler as "safe handler"
5308 \c %endif
5309 \c handler:
5310 \c         push    DWORD 1 ; MB_OKCANCEL
5311 \c         push    DWORD caption
5312 \c         push    DWORD text
5313 \c         push    DWORD 0
5314 \c         call    _MessageBoxA@16
5315 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5316 \c                         ; for exception handler
5317 \c         ret
5318 \c global  _main
5319 \c _main:
5320 \c         push    DWORD handler
5321 \c         push    DWORD [fs:0]
5322 \c         mov     DWORD [fs:0],esp ; engage exception handler
5323 \c         xor     eax,eax
5324 \c         mov     eax,DWORD[eax]   ; cause exception
5325 \c         pop     DWORD [fs:0]     ; disengage exception handler
5326 \c         add     esp,4
5327 \c         ret
5328 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5329 \c caption:db      'SEGV',0
5331 \c section .drectve info
5332 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5334 As you might imagine, it's perfectly possible to produce .exe binary
5335 with "safe exception handler table" and yet engage unregistered
5336 exception handler. Indeed, handler is engaged by simply manipulating
5337 \c{[fs:0]} location at run-time, something linker has no power over,
5338 run-time that is. It should be explicitly mentioned that such failure
5339 to register handler's entry point with \c{safeseh} directive has
5340 undesired side effect at run-time. If exception is raised and
5341 unregistered handler is to be executed, the application is abruptly
5342 terminated without any notification whatsoever. One can argue that
5343 system could  at least have logged some kind "non-safe exception
5344 handler in x.exe at address n" message in event log, but no, literally
5345 no notification is provided and user is left with no clue on what
5346 caused application failure.
5348 Finally, all mentions of linker in this paragraph refer to Microsoft
5349 linker version 7.x and later. Presence of \c{@feat.00} symbol and input
5350 data for "safe exception handler table" causes no backward
5351 incompatibilities and "safeseh" modules generated by NASM 2.03 and
5352 later can still be linked by earlier versions or non-Microsoft linkers.
5354 \S{codeview} Debugging formats for Windows
5355 \I{Windows debugging formats}
5357 The \c{win32} and \c{win64} formats support the Microsoft CodeView
5358 debugging format.  Currently CodeView version 8 format is supported
5359 (\i\c{cv8}), but newer versions of the CodeView debugger should be
5360 able to handle this format as well.
5363 \H{win64fmt} \i\c{win64}: Microsoft Win64 Object Files
5365 The \c{win64} output format generates Microsoft Win64 object files,
5366 which is nearly 100% identical to the \c{win32} object format (\k{win32fmt})
5367 with the exception that it is meant to target 64-bit code and the x86-64
5368 platform altogether. This object file is used exactly the same as the \c{win32}
5369 object format (\k{win32fmt}), in NASM, with regard to this exception.
5371 \S{win64pic} \c{win64}: Writing Position-Independent Code
5373 While \c{REL} takes good care of RIP-relative addressing, there is one
5374 aspect that is easy to overlook for a Win64 programmer: indirect
5375 references. Consider a switch dispatch table:
5377 \c         jmp     qword [dsptch+rax*8]
5378 \c         ...
5379 \c dsptch: dq      case0
5380 \c         dq      case1
5381 \c         ...
5383 Even a novice Win64 assembler programmer will soon realize that the code
5384 is not 64-bit savvy. Most notably linker will refuse to link it with
5386 \c 'ADDR32' relocation to '.text' invalid without /LARGEADDRESSAWARE:NO
5388 So [s]he will have to split jmp instruction as following:
5390 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5391 \c         jmp     qword [rbx+rax*8]
5393 What happens behind the scene is that effective address in \c{lea} is
5394 encoded relative to instruction pointer, or in perfectly
5395 position-independent manner. But this is only part of the problem!
5396 Trouble is that in .dll context \c{caseN} relocations will make their
5397 way to the final module and might have to be adjusted at .dll load
5398 time. To be specific when it can't be loaded at preferred address. And
5399 when this occurs, pages with such relocations will be rendered private
5400 to current process, which kind of undermines the idea of sharing .dll.
5401 But no worry, it's trivial to fix:
5403 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5404 \c         add     rbx,[rbx+rax*8]
5405 \c         jmp     rbx
5406 \c         ...
5407 \c dsptch: dq      case0-dsptch
5408 \c         dq      case1-dsptch
5409 \c         ...
5411 NASM version 2.03 and later provides another alternative, \c{wrt
5412 ..imagebase} operator, which returns offset from base address of the
5413 current image, be it .exe or .dll module, therefore the name. For those
5414 acquainted with PE-COFF format base address denotes start of
5415 \c{IMAGE_DOS_HEADER} structure. Here is how to implement switch with
5416 these image-relative references:
5418 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5419 \c         mov     eax,[rbx+rax*4]
5420 \c         sub     rbx,dsptch wrt ..imagebase
5421 \c         add     rbx,rax
5422 \c         jmp     rbx
5423 \c         ...
5424 \c dsptch: dd      case0 wrt ..imagebase
5425 \c         dd      case1 wrt ..imagebase
5427 One can argue that the operator is redundant. Indeed,  snippet before
5428 last works just fine with any NASM version and is not even Windows
5429 specific... The real reason for implementing \c{wrt ..imagebase} will
5430 become apparent in next paragraph.
5432 It should be noted that \c{wrt ..imagebase} is defined as 32-bit
5433 operand only:
5435 \c         dd      label wrt ..imagebase           ; ok
5436 \c         dq      label wrt ..imagebase           ; bad
5437 \c         mov     eax,label wrt ..imagebase       ; ok
5438 \c         mov     rax,label wrt ..imagebase       ; bad
5440 \S{win64seh} \c{win64}: Structured Exception Handling
5442 Structured exception handing in Win64 is completely different matter
5443 from Win32. Upon exception program counter value is noted, and
5444 linker-generated table comprising start and end addresses of all the
5445 functions [in given executable module] is traversed and compared to the
5446 saved program counter. Thus so called \c{UNWIND_INFO} structure is
5447 identified. If it's not found, then offending subroutine is assumed to
5448 be "leaf" and just mentioned lookup procedure is attempted for its
5449 caller. In Win64 leaf function is such function that does not call any
5450 other function \e{nor} modifies any Win64 non-volatile registers,
5451 including stack pointer. The latter ensures that it's possible to
5452 identify leaf function's caller by simply pulling the value from the
5453 top of the stack.
5455 While majority of subroutines written in assembler are not calling any
5456 other function, requirement for non-volatile registers' immutability
5457 leaves developer with not more than 7 registers and no stack frame,
5458 which is not necessarily what [s]he counted with. Customarily one would
5459 meet the requirement by saving non-volatile registers on stack and
5460 restoring them upon return, so what can go wrong? If [and only if] an
5461 exception is raised at run-time and no \c{UNWIND_INFO} structure is
5462 associated with such "leaf" function, the stack unwind procedure will
5463 expect to find caller's return address on the top of stack immediately
5464 followed by its frame. Given that developer pushed caller's
5465 non-volatile registers on stack, would the value on top point at some
5466 code segment or even addressable space? Well, developer can attempt
5467 copying caller's return address to the top of stack and this would
5468 actually work in some very specific circumstances. But unless developer
5469 can guarantee that these circumstances are always met, it's more
5470 appropriate to assume worst case scenario, i.e. stack unwind procedure
5471 going berserk. Relevant question is what happens then? Application is
5472 abruptly terminated without any notification whatsoever. Just like in
5473 Win32 case, one can argue that system could at least have logged
5474 "unwind procedure went berserk in x.exe at address n" in event log, but
5475 no, no trace of failure is left.
5477 Now, when we understand significance of the \c{UNWIND_INFO} structure,
5478 let's discuss what's in it and/or how it's processed. First of all it
5479 is checked for presence of reference to custom language-specific
5480 exception handler. If there is one, then it's invoked. Depending on the
5481 return value, execution flow is resumed (exception is said to be
5482 "handled"), \e{or} rest of \c{UNWIND_INFO} structure is processed as
5483 following. Beside optional reference to custom handler, it carries
5484 information about current callee's stack frame and where non-volatile
5485 registers are saved. Information is detailed enough to be able to
5486 reconstruct contents of caller's non-volatile registers upon call to
5487 current callee. And so caller's context is reconstructed, and then
5488 unwind procedure is repeated, i.e. another \c{UNWIND_INFO} structure is
5489 associated, this time, with caller's instruction pointer, which is then
5490 checked for presence of reference to language-specific handler, etc.
5491 The procedure is recursively repeated till exception is handled. As
5492 last resort system "handles" it by generating memory core dump and
5493 terminating the application.
5495 As for the moment of this writing NASM unfortunately does not
5496 facilitate generation of above mentioned detailed information about
5497 stack frame layout. But as of version 2.03 it implements building
5498 blocks for generating structures involved in stack unwinding. As
5499 simplest example, here is how to deploy custom exception handler for
5500 leaf function:
5502 \c default rel
5503 \c section .text
5504 \c extern  MessageBoxA
5505 \c handler:
5506 \c         sub     rsp,40
5507 \c         mov     rcx,0
5508 \c         lea     rdx,[text]
5509 \c         lea     r8,[caption]
5510 \c         mov     r9,1    ; MB_OKCANCEL
5511 \c         call    MessageBoxA
5512 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5513 \c                         ; for exception handler
5514 \c         add     rsp,40
5515 \c         ret
5516 \c global  main
5517 \c main:
5518 \c         xor     rax,rax
5519 \c         mov     rax,QWORD[rax]  ; cause exception
5520 \c         ret
5521 \c main_end:
5522 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5523 \c caption:db      'SEGV',0
5525 \c section .pdata  rdata align=4
5526 \c         dd      main wrt ..imagebase
5527 \c         dd      main_end wrt ..imagebase
5528 \c         dd      xmain wrt ..imagebase
5529 \c section .xdata  rdata align=8
5530 \c xmain:  db      9,0,0,0
5531 \c         dd      handler wrt ..imagebase
5532 \c section .drectve info
5533 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5535 What you see in \c{.pdata} section is element of the "table comprising
5536 start and end addresses of function" along with reference to associated
5537 \c{UNWIND_INFO} structure. And what you see in \c{.xdata} section is
5538 \c{UNWIND_INFO} structure describing function with no frame, but with
5539 designated exception handler. References are \e{required} to be
5540 image-relative (which is the real reason for implementing \c{wrt
5541 ..imagebase} operator). It should be noted that \c{rdata align=n}, as
5542 well as \c{wrt ..imagebase}, are optional in these two segments'
5543 contexts, i.e. can be omitted. Latter means that \e{all} 32-bit
5544 references, not only above listed required ones, placed into these two
5545 segments turn out image-relative. Why is it important to understand?
5546 Developer is allowed to append handler-specific data to \c{UNWIND_INFO}
5547 structure, and if [s]he adds a 32-bit reference, then [s]he will have
5548 to remember to adjust its value to obtain the real pointer.
5550 As already mentioned, in Win64 terms leaf function is one that does not
5551 call any other function \e{nor} modifies any non-volatile register,
5552 including stack pointer. But it's not uncommon that assembler
5553 programmer plans to utilize every single register and sometimes even
5554 have variable stack frame. Is there anything one can do with bare
5555 building blocks? I.e. besides manually composing fully-fledged
5556 \c{UNWIND_INFO} structure, which would surely be considered
5557 error-prone? Yes, there is. Recall that exception handler is called
5558 first, before stack layout is analyzed. As it turned out, it's
5559 perfectly possible to manipulate current callee's context in custom
5560 handler in manner that permits further stack unwinding. General idea is
5561 that handler would not actually "handle" the exception, but instead
5562 restore callee's context, as it was at its entry point and thus mimic
5563 leaf function. In other words, handler would simply undertake part of
5564 unwinding procedure. Consider following example:
5566 \c function:
5567 \c         mov     rax,rsp         ; copy rsp to volatile register
5568 \c         push    r15             ; save non-volatile registers
5569 \c         push    rbx
5570 \c         push    rbp
5571 \c         mov     r11,rsp         ; prepare variable stack frame
5572 \c         sub     r11,rcx
5573 \c         and     r11,-64
5574 \c         mov     QWORD[r11],rax  ; check for exceptions
5575 \c         mov     rsp,r11         ; allocate stack frame
5576 \c         mov     QWORD[rsp],rax  ; save original rsp value
5577 \c magic_point:
5578 \c         ...
5579 \c         mov     r11,QWORD[rsp]  ; pull original rsp value
5580 \c         mov     rbp,QWORD[r11-24]
5581 \c         mov     rbx,QWORD[r11-16]
5582 \c         mov     r15,QWORD[r11-8]
5583 \c         mov     rsp,r11         ; destroy frame
5584 \c         ret
5586 The keyword is that up to \c{magic_point} original \c{rsp} value
5587 remains in chosen volatile register and no non-volatile register,
5588 except for \c{rsp}, is modified. While past \c{magic_point} \c{rsp}
5589 remains constant till the very end of the \c{function}. In this case
5590 custom language-specific exception handler would look like this:
5592 \c EXCEPTION_DISPOSITION handler (EXCEPTION_RECORD *rec,ULONG64 frame,
5593 \c         CONTEXT *context,DISPATCHER_CONTEXT *disp)
5594 \c {   ULONG64 *rsp;
5595 \c     if (context->Rip<(ULONG64)magic_point)
5596 \c         rsp = (ULONG64 *)context->Rax;
5597 \c     else
5598 \c     {   rsp = ((ULONG64 **)context->Rsp)[0];
5599 \c         context->Rbp = rsp[-3];
5600 \c         context->Rbx = rsp[-2];
5601 \c         context->R15 = rsp[-1];
5602 \c     }
5603 \c     context->Rsp = (ULONG64)rsp;
5605 \c     memcpy (disp->ContextRecord,context,sizeof(CONTEXT));
5606 \c     RtlVirtualUnwind(UNW_FLAG_NHANDLER,disp->ImageBase,
5607 \c         dips->ControlPc,disp->FunctionEntry,disp->ContextRecord,
5608 \c         &disp->HandlerData,&disp->EstablisherFrame,NULL);
5609 \c     return ExceptionContinueSearch;
5610 \c }
5612 As custom handler mimics leaf function, corresponding \c{UNWIND_INFO}
5613 structure does not have to contain any information about stack frame
5614 and its layout.
5616 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
5618 The \c{coff} output type produces \c{COFF} object files suitable for
5619 linking with the \i{DJGPP} linker.
5621 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5623 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
5624 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
5625 the \c{info} section type are not supported.
5627 \H{machofmt} \I{Mach-O}\i\c{macho32} and \i\c{macho64}: \i{Mach Object File Format}
5629 The \c{macho32} and \c{macho64} output formts produces Mach-O
5630 object files suitable for linking with the \i{MacOS X} linker.
5631 \i\c{macho} is a synonym for \c{macho32}.
5633 \c{macho} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5635 \S{machosect} \c{macho} extensions to the \c{SECTION} Directive
5636 \I{SECTION, macho extensions to}
5638 The \c{macho} output format specifies section names in the format
5639 "\e{segment}\c{,}\e{section}".  No spaces are allowed around the
5640 comma.  The following flags can also be specified:
5642 \b \c{data} - this section contains initialized data items
5644 \b \c{text} - this section contains code exclusively
5646 \b \c{mixed} - this section contains both code and data
5648 \b \c{bss} - this section is uninitialized and filled with zero
5650 \b \c{zerofill} - same as \c{bss}
5652 \b \c{no_dead_strip} - inhibit dead code stripping for this section
5654 \b \c{live_support} - set the live support flag for this section
5656 \b \c{strip_static_syms} - strip static symbols for this section
5658 \b \c{align=}\e{alignment} - specify section alignment
5660 The default is \c{data}, unless the section name is \c{__text} or
5661 \c{__bss} in which case the default is \c{text} or \c{bss},
5662 respectively.
5664 For compatibility with other Unix platforms, the following standard
5665 names are also supported:
5667 \c .text    = __TEXT,__text  text
5668 \c .rodata  = __DATA,__const data
5669 \c .data    = __DATA,__data  data
5670 \c .bss     = __DATA,__bss   bss
5672 If the \c{.rodata} section contains no relocations, it is instead put
5673 into the \c{__TEXT,__const} section unless this section has already
5674 been specified explicitly.  However, it is probably better to specify
5675 \c{__TEXT,__const} and \c{__DATA,__const} explicitly as appropriate.
5677 \S{machotls} \i{Thread Local Storage in Mach-O}\I{TLS}: \c{macho} special
5678 symbols and \i\c{WRT}
5680 Mach-O defines the following special symbols that can be used on the
5681 right-hand side of the \c{WRT} operator:
5683 \b \c{..tlvp} is used to specify access to thread-local storage.
5685 \b \c{..gotpcrel} is used to specify references to the Global Offset
5686    Table.  The GOT is supported in the \c{macho64} format only.
5688 \S{macho-ssvs} \c{macho} specfic directive \i\c{subsections_via_symbols}
5690 The directive \c{subsections_via_symbols} sets the
5691 \c{MH_SUBSECTIONS_VIA_SYMBOLS} flag in the Mach-O header, which tells
5692 the linker that the symbols in the file matches the conventions
5693 required to allow for link-time dead code elimination.
5695 This directive takes no arguments.
5697 This is a macro implemented as a \c{%pragma}.  It can also be
5698 specified in its \c{%pragma} form, in which case it will not affect
5699 non-Mach-O builds of the same source code:
5701 \c      %pragma macho subsections_via_symbols
5703 \S{macho-ssvs} \c{macho} specfic directive \i\c{no_dead_strip}
5705 The directive \c{no_dead_strip} sets the Mach-O \c{SH_NO_DEAD_STRIP}
5706 section flag on the section containing a a specific symbol.  This
5707 directive takes a list of symbols as its arguments.
5709 This is a macro implemented as a \c{%pragma}.  It can also be
5710 specified in its \c{%pragma} form, in which case it will not affect
5711 non-Mach-O builds of the same source code:
5713 \c      %pragma macho no_dead_strip symbol...
5716 \H{elffmt} \i\c{elf32}, \i\c{elf64}, \i\c{elfx32}: \I{ELF}\I{linux, elf}\i{Executable and Linkable
5717 Format} Object Files
5719 The \c{elf32}, \c{elf64} and \c{elfx32} output formats generate
5720 \c{ELF32 and ELF64} (Executable and Linkable Format) object files, as
5721 used by Linux as well as \i{Unix System V}, including \i{Solaris x86},
5722 \i{UnixWare} and \i{SCO Unix}. \c{elf} provides a default output
5723 file-name extension of \c{.o}.  \c{elf} is a synonym for \c{elf32}.
5725 The \c{elfx32} format is used for the \i{x32} ABI, which is a 32-bit
5726 ABI with the CPU in 64-bit mode.
5728 \S{abisect} ELF specific directive \i\c{osabi}
5730 The ELF header specifies the application binary interface for the
5731 target operating system (OSABI).  This field can be set by using the
5732 \c{osabi} directive with the numeric value (0-255) of the target
5733 system. If this directive is not used, the default value will be "UNIX
5734 System V ABI" (0) which will work on most systems which support ELF.
5736 \S{elfsect} \c{elf} extensions to the \c{SECTION} Directive
5737 \I{SECTION, elf extensions to}
5739 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
5740 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5741 and properties of sections you declare. Section types and properties
5742 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
5743 names}, but may still be
5744 overridden by these qualifiers.
5746 The available qualifiers are:
5748 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
5749 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
5750 which is not, such as an informational or comment section.
5752 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
5753 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
5754 which should not.
5756 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
5757 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
5758 not.
5760 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
5761 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
5762 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
5763 contents given, such as a BSS section.
5765 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5766 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
5767 requirements of the section.
5769 \b \i\c{tls} defines the section to be one which contains
5770 thread local variables.
5772 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5773 qualifiers are:
5775 \I\c{.text} \I\c{.rodata} \I\c{.lrodata} \I\c{.data} \I\c{.ldata}
5776 \I\c{.bss} \I\c{.lbss} \I\c{.tdata} \I\c{.tbss} \I\c\{.comment}
5778 \c section .text    progbits  alloc   exec    nowrite  align=16
5779 \c section .rodata  progbits  alloc   noexec  nowrite  align=4
5780 \c section .lrodata progbits  alloc   noexec  nowrite  align=4
5781 \c section .data    progbits  alloc   noexec  write    align=4
5782 \c section .ldata   progbits  alloc   noexec  write    align=4
5783 \c section .bss     nobits    alloc   noexec  write    align=4
5784 \c section .lbss    nobits    alloc   noexec  write    align=4
5785 \c section .tdata   progbits  alloc   noexec  write    align=4    tls
5786 \c section .tbss    nobits    alloc   noexec  write    align=4    tls
5787 \c section .comment progbits  noalloc noexec  nowrite  align=1
5788 \c section other    progbits  alloc   noexec  nowrite  align=1
5790 (Any section name other than those in the above table
5791  is treated by default like \c{other} in the above table.
5792  Please note that section names are case sensitive.)
5795 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{macho} Special
5796 Symbols and \i\c{WRT}
5798 Since \c{ELF} does not support segment-base references, the \c{WRT}
5799 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
5800 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
5801 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
5802 types.
5804 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
5805 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
5806 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
5807 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarized here:
5809 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
5810 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
5811 beginning of the current section to the global offset table.
5812 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
5813 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
5814 result to get the real address of the GOT.
5816 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
5817 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
5818 the specified location, so that adding on the address of the GOT
5819 would give the real address of the location you wanted.
5821 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
5822 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5823 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
5824 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
5825 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
5826 address of the symbol.
5828 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
5829 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
5830 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
5831 only use this in contexts which would generate a PC-relative
5832 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
5833 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
5834 entries absolutely.
5836 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
5837 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
5838 relative to the start of the section and then adding on the offset
5839 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
5840 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
5841 peculiarity of the dynamic linker.
5843 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
5844 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
5846 \S{elftls} \i{Thread Local Storage in ELF}\I{TLS}: \c{elf} Special
5847 Symbols and \i\c{WRT}
5849 \b In ELF32 mode, referring to an external or global symbol using
5850 \c{wrt ..tlsie} \I\c{..tlsie}
5851 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5852 offset of the symbol within the TLS block, so you can access the value
5853 of the symbol with code such as:
5855 \c        mov  eax,[tid wrt ..tlsie]
5856 \c        mov  [gs:eax],ebx
5859 \b In ELF64 or ELFx32 mode, referring to an external or global symbol using
5860 \c{wrt ..gottpoff} \I\c{..gottpoff}
5861 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5862 offset of the symbol within the TLS block, so you can access the value
5863 of the symbol with code such as:
5865 \c        mov   rax,[rel tid wrt ..gottpoff]
5866 \c        mov   rcx,[fs:rax]
5869 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
5870 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
5872 \c{ELF} object files can contain more information about a global symbol
5873 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
5874 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
5875 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
5876 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
5877 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
5878 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
5879 to specify these features.
5881 You can specify whether a global variable is a function or a data
5882 object by suffixing the name with a colon and the word
5883 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
5884 \c{data}.) For example:
5886 \c global   hashlookup:function, hashtable:data
5888 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
5889 \c{hashtable} as a data object.
5891 Optionally, you can control the ELF visibility of the symbol.  Just
5892 add one of the visibility keywords: \i\c{default}, \i\c{internal},
5893 \i\c{hidden}, or \i\c{protected}.  The default is \i\c{default} of
5894 course.  For example, to make \c{hashlookup} hidden:
5896 \c global   hashlookup:function hidden
5898 You can also specify the size of the data associated with the
5899 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
5900 forward references) after the type specifier. Like this:
5902 \c global  hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
5904 \c hashtable:
5905 \c         db this,that,theother  ; some data here
5906 \c .end:
5908 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
5909 place that information into the \c{ELF} symbol table.
5911 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
5912 writing shared library code. For more information, see
5913 \k{picglobal}.
5916 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive
5917 \I{COMMON, elf extensions to}
5919 \c{ELF} also allows you to specify alignment requirements \I{common
5920 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
5921 common variables. This is done by putting a number (which must be a
5922 power of two) after the name and size of the common variable,
5923 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
5924 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
5926 \c common  dwordarray 128:4
5928 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
5929 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
5932 \S{elf16} 16-bit code and ELF
5933 \I{ELF, 16-bit code and}
5935 The \c{ELF32} specification doesn't provide relocations for 8- and
5936 16-bit values, but the GNU \c{ld} linker adds these as an extension.
5937 NASM can generate GNU-compatible relocations, to allow 16-bit code to
5938 be linked as ELF using GNU \c{ld}. If NASM is used with the
5939 \c{-w+gnu-elf-extensions} option, a warning is issued when one of
5940 these relocations is generated.
5942 \S{elfdbg} Debug formats and ELF
5943 \I{ELF, Debug formats and}
5945 ELF provides debug information in \c{STABS} and \c{DWARF} formats.
5946 Line number information is generated for all executable sections, but please
5947 note that only the ".text" section is executable by default.
5949 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\I{linux, a.out}\c{a.out} Object Files
5951 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form used
5952 by early Linux systems (current Linux systems use ELF, see
5953 \k{elffmt}.) These differ from other \c{a.out} object files in that
5954 the magic number in the first four bytes of the file is
5955 different; also, some implementations of \c{a.out}, for example
5956 NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
5957 implementation does not.
5959 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5961 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
5962 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
5963 extensions to any standard directives. It supports only the three
5964 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
5967 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
5968 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
5970 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
5971 used by the various free \c{BSD Unix} clones, \c{NetBSD}, \c{FreeBSD}
5972 and \c{OpenBSD}. For simple object files, this object format is exactly
5973 the same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
5974 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
5975 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
5976 format, so you can use it to write \c{BSD} \i{shared libraries}.
5978 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5980 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
5981 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
5982 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
5983 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
5984 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
5986 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
5987 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
5988 this.
5991 \H{as86fmt} \c{as86}: \i{Minix}/Linux\I{linux, as86} \i\c{as86} Object Files
5993 The Minix/Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard
5994 object file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
5995 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
5996 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
5997 itself \c{a.out}.
5999 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
6000 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
6002 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
6003 of view). It supports no special directives, no use of \c{SEG} or \c{WRT},
6004 and no extensions to any standard directives. It supports only the three
6005 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.  The
6006 only special symbol supported is \c{..start}.
6009 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
6010 Format}
6012 The \c{rdf} output format produces \c{RDOFF} object files. \c{RDOFF}
6013 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
6014 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
6015 format the internal structure of the assembler.
6017 \c{RDOFF} is not used by any well-known operating systems. Those
6018 writing their own systems, however, may well wish to use \c{RDOFF}
6019 as their object format, on the grounds that it is designed primarily
6020 for simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
6022 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
6023 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
6024 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an \c{RDF} static-library
6025 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
6026 execute an RDF executable under Linux.
6028 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
6029 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
6032 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
6034 \c{RDOFF} contains a mechanism for an object file to demand a given
6035 library to be linked to the module, either at load time or run time.
6036 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
6037 which is the name of the module:
6039 \c     library  mylib.rdl
6042 \S{rdfmod} Specifying a Module Name: The \i\c{MODULE} Directive
6044 Special \c{RDOFF} header record is used to store the name of the module.
6045 It can be used, for example, by run-time loader to perform dynamic
6046 linking. \c{MODULE} directive takes one argument which is the name
6047 of current module:
6049 \c     module  mymodname
6051 Note that when you statically link modules and tell linker to strip
6052 the symbols from output file, all module names will be stripped too.
6053 To avoid it, you should start module names with \I{$, prefix}\c{$}, like:
6055 \c     module  $kernel.core
6058 \S{rdfglob} \c{rdf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
6059 rdf extensions to}
6061 \c{RDOFF} global symbols can contain additional information needed by
6062 the static linker. You can mark a global symbol as exported, thus
6063 telling the linker do not strip it from target executable or library
6064 file. Like in \c{ELF}, you can also specify whether an exported symbol
6065 is a procedure (function) or data object.
6067 Suffixing the name with a colon and the word \i\c{export} you make the
6068 symbol exported:
6070 \c     global  sys_open:export
6072 To specify that exported symbol is a procedure (function), you add the
6073 word \i\c{proc} or \i\c{function} after declaration:
6075 \c     global  sys_open:export proc
6077 Similarly, to specify exported data object, add the word \i\c{data}
6078 or \i\c{object} to the directive:
6080 \c     global  kernel_ticks:export data
6083 \S{rdfimpt} \c{rdf} Extensions to the \c{EXTERN} Directive\I{EXTERN,
6084 rdf extensions to}
6086 By default the \c{EXTERN} directive in \c{RDOFF} declares a "pure external"
6087 symbol (i.e. the static linker will complain if such a symbol is not resolved).
6088 To declare an "imported" symbol, which must be resolved later during a dynamic
6089 linking phase, \c{RDOFF} offers an additional \c{import} modifier. As in
6090 \c{GLOBAL}, you can also specify whether an imported symbol is a procedure
6091 (function) or data object. For example:
6093 \c     library $libc
6094 \c     extern  _open:import
6095 \c     extern  _printf:import proc
6096 \c     extern  _errno:import data
6098 Here the directive \c{LIBRARY} is also included, which gives the dynamic linker
6099 a hint as to where to find requested symbols.
6102 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
6104 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
6105 it outputs a text file which contains a complete list of all the
6106 transactions between the main body of NASM and the output-format
6107 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
6108 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
6109 of the various requests the main program makes of the output driver,
6110 and in what order they happen.
6112 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
6114 \c nasm -f dbg filename.asm
6116 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
6117 However, this will not work well on files which were designed for a
6118 different object format, because each object format defines its own
6119 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
6120 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
6121 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
6122 native object format selected:
6124 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
6125 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
6127 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
6128 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
6129 directives are converted into primitive form correctly. Then the
6130 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
6131 the final diagnostic output.
6133 This workaround will still typically not work for programs intended
6134 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
6135 directives have side effects of defining the segment and group names
6136 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
6137 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
6138 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
6139 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
6141 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
6142 them all to its output file.
6144 \c{dbg} accepts and logs any \c{%pragma}, but the specific
6145 \c{%pragma}:
6147 \c      %pragma dbg maxdump <size>
6149 where \c{<size>} is either a number or \c{unlimited}, can be used to
6150 control the maximum size for dumping the full contents of a
6151 \c{rawdata} output object.
6154 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
6156 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
6157 when writing 16-bit code to run under \c{MS-DOS} or \c{Windows 3.x}. It
6158 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
6159 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
6160 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
6163 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
6165 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
6166 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
6167 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
6168 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
6169 support the \c{.COM} format.
6171 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
6172 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
6173 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
6174 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
6175 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
6176 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
6177 Yann Guidon for contributing the code for this.
6179 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
6180 future releases.
6183 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
6185 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
6186 by linking \c{.OBJ} files together.
6188 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
6189 linker; if you have none of these, there is a free linker called
6190 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
6191 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
6192 An LZH archiver can be found at
6193 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
6194 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
6195 sources) called \i{FREELINK}, available from
6196 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
6197 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
6198 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
6199 A fourth linker, \i\c{ALINK}, written by Anthony A.J. Williams, is
6200 available at \W{http://alink.sourceforge.net}\i\c{alink.sourceforge.net}.
6202 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
6203 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
6204 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
6205 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
6206 point, the linker will not know what value to give the entry-point
6207 field in the output file header; if more than one defines a start
6208 point, the linker will not know \e{which} value to use.
6210 An example of a NASM source file which can be assembled to a
6211 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
6212 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
6213 the segment registers, and declaring a start point. This file is
6214 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
6215 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
6217 \c segment code
6219 \c ..start:
6220 \c         mov     ax,data
6221 \c         mov     ds,ax
6222 \c         mov     ax,stack
6223 \c         mov     ss,ax
6224 \c         mov     sp,stacktop
6226 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
6227 segment, and initializes \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
6228 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
6229 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
6230 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
6231 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
6232 execute on.
6234 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
6235 beginning of this code, which means that will be the entry point
6236 into the resulting executable file.
6238 \c         mov     dx,hello
6239 \c         mov     ah,9
6240 \c         int     0x21
6242 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
6243 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
6244 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
6245 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
6247 \c         mov     ax,0x4c00
6248 \c         int     0x21
6250 This terminates the program using another DOS system call.
6252 \c segment data
6254 \c hello:  db      'hello, world', 13, 10, '$'
6256 The data segment contains the string we want to display.
6258 \c segment stack stack
6259 \c         resb 64
6260 \c stacktop:
6262 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
6263 uninitialized stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
6264 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
6265 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
6266 necessary to the correct running of the program, but linkers are
6267 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
6268 type \c{STACK}.
6270 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
6271 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
6272 world' and then exit.
6275 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
6277 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
6278 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
6279 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
6280 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
6281 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
6282 \c{.EXE} files.
6284 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6285 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
6286 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
6288 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
6289 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
6290 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
6291 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
6292 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
6293 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
6294 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
6295 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
6296 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
6298 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
6299 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
6300 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
6301 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
6302 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
6303 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
6304 explicitly issue one of your own.
6306 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
6307 since this would require a relocation in the header, and things
6308 would get a lot more complicated. So you should get your segment
6309 base by copying it out of \c{CS} instead.
6311 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
6312 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
6313 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
6314 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
6315 \c{EXE_stack 64}.
6317 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
6318 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
6319 \c{binexe.asm}.
6322 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
6324 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
6325 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
6326 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
6327 output format.
6330 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
6332 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
6333 segment (though the segment may change). Execution then begins at
6334 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
6335 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
6336 like
6338 \c         org 100h
6340 \c section .text
6342 \c start:
6343 \c         ; put your code here
6345 \c section .data
6347 \c         ; put data items here
6349 \c section .bss
6351 \c         ; put uninitialized data here
6353 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
6354 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
6355 you want to and the code will still end up at the front of the file
6356 where it belongs.
6358 The BSS (uninitialized data) section does not take up space in the
6359 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
6360 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
6361 this will be free memory when the program is run. Therefore you
6362 should not rely on your BSS being initialized to all zeros when you
6363 run.
6365 To assemble the above program, you should use a command line like
6367 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
6369 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
6370 explicit output file name were specified, so you have to override it
6371 and give the desired file name.
6374 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
6376 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
6377 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
6378 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
6379 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
6380 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
6381 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
6382 file.
6384 If you do this, you need to take care of several things:
6386 \b The first object file containing code should start its code
6387 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
6388 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
6389 segment, so that the linker or converter program does not have to
6390 adjust address references within the file when generating the
6391 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
6392 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
6393 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
6394 in MASM-compatible assemblers.
6396 \b You don't need to define a stack segment.
6398 \b All your segments should be in the same group, so that every time
6399 your code or data references a symbol offset, all offsets are
6400 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
6401 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
6404 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
6406 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
6407 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
6408 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
6409 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
6410 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
6411 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
6412 your code segment.
6414 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
6415 the various routines inside the driver which do the work. This
6416 structure should be defined at the start of the code segment, even
6417 though it is not actually code.
6419 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
6420 which has to go in the header structure, a list of books is given in
6421 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
6422 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
6425 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
6427 This section covers the basics of writing assembly routines that
6428 call, or are called from, C programs. To do this, you would
6429 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
6430 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
6433 \S{16cunder} External Symbol Names
6435 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
6436 convention that the names of all global symbols (functions or data)
6437 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
6438 appears in the C program. So, for example, the function a C
6439 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
6440 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
6441 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
6442 not have to worry about name clashes with C symbols.
6444 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
6445 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
6447 \c %macro  cglobal 1
6449 \c   global  _%1
6450 \c   %define %1 _%1
6452 \c %endmacro
6454 \c %macro  cextern 1
6456 \c   extern  _%1
6457 \c   %define %1 _%1
6459 \c %endmacro
6461 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
6462 \c{%rep} construct could solve this.)
6464 If you then declare an external like this:
6466 \c cextern printf
6468 then the macro will expand it as
6470 \c extern  _printf
6471 \c %define printf _printf
6473 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
6474 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
6476 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
6477 before defining the symbol in question, but you would have had to do
6478 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
6480 Also see \k{opt-pfix}.
6482 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
6484 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
6485 directly; you have to keep track yourself of which one you are
6486 writing for. This means you have to keep track of the following
6487 things:
6489 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
6490 functions are near. This means that function pointers, when stored
6491 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
6492 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
6493 never changes its value, and always gives the segment part of the
6494 full function address), and that functions are called using ordinary
6495 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
6496 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
6497 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
6498 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
6500 \b In models using more than one code segment (medium, large and
6501 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
6502 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
6503 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
6504 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
6505 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
6506 \c{CALL FAR} to call external routines.
6508 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
6509 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
6510 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
6511 segment part of the full data item address).
6513 \b In models using more than one data segment (compact, large and
6514 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
6515 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
6516 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
6517 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
6518 pointers you are passed.
6520 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
6521 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
6522 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
6523 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
6524 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
6526 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
6527 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
6528 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
6529 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
6530 and global data items can both be accessed easily without changing
6531 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
6532 segments. However, some memory models (though not the standard
6533 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
6534 same value to be removed. Be careful about functions' local
6535 variables in this latter case.
6537 In models with a single code segment, the segment is called
6538 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
6539 to be linked into the same place as the main code segment. In models
6540 with a single data segment, or with a default data segment, it is
6541 called \i\c{_DATA}.
6544 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
6546 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
6547 16-bit programs is as follows. In the following description, the
6548 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
6549 doing the calling and the function which gets called.
6551 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6552 after another, in reverse order (right to left, so that the first
6553 argument specified to the function is pushed last).
6555 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
6556 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
6557 memory model.
6559 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6560 actually necessary, in functions which do not need to access their
6561 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6562 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6563 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6564 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6565 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
6566 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
6568 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6569 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6570 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6571 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
6572 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
6573 a large-model (far) function, the segment part of the return address
6574 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
6575 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
6576 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
6577 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
6578 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
6579 parameters in reverse order means that the function knows where to
6580 find its first parameter, which tells it the number and type of the
6581 remaining ones.
6583 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6584 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6585 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6587 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6588 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6589 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
6590 compiler) returned in \c{ST0}.
6592 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6593 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6594 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
6595 memory model.
6597 \b When the caller regains control from the callee, the function
6598 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
6599 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
6600 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
6601 called with the wrong number of parameters due to a prototype
6602 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
6603 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
6604 removing.
6606 It is instructive to compare this calling convention with that for
6607 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
6608 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
6609 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
6610 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
6611 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
6612 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
6613 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
6614 which means that a compiler can give better guarantees about
6615 sequence points without performance suffering.
6617 Thus, you would define a function in C style in the following way.
6618 The following example is for small model:
6620 \c global  _myfunc
6622 \c _myfunc:
6623 \c         push    bp
6624 \c         mov     bp,sp
6625 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6626 \c         mov     bx,[bp+4]       ; first parameter to function
6628 \c         ; some more code
6630 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6631 \c         pop     bp
6632 \c         ret
6634 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
6635 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
6636 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
6637 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
6638 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
6639 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
6641 At the other end of the process, to call a C function from your
6642 assembly code, you would do something like this:
6644 \c extern  _printf
6646 \c       ; and then, further down...
6648 \c       push    word [myint]        ; one of my integer variables
6649 \c       push    word mystring       ; pointer into my data segment
6650 \c       call    _printf
6651 \c       add     sp,byte 4           ; `byte' saves space
6653 \c       ; then those data items...
6655 \c segment _DATA
6657 \c myint         dw    1234
6658 \c mystring      db    'This number -> %d <- should be 1234',10,0
6660 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
6661 code
6663 \c     int myint = 1234;
6664 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
6666 In large model, the function-call code might look more like this. In
6667 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
6668 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialize
6669 it first.
6671 \c       push    word [myint]
6672 \c       push    word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6673 \c       push    word mystring       ; ... offset of "mystring"
6674 \c       call    far _printf
6675 \c       add    sp,byte 6
6677 The integer value still takes up one word on the stack, since large
6678 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
6679 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
6680 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
6681 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
6682 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
6683 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
6684 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
6685 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
6686 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
6687 word of parameters.
6690 \S{16cdata} Accessing Data Items
6692 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
6693 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
6694 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
6695 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
6696 accessed from assembler as
6698 \c extern _i
6700 \c         mov ax,[_i]
6702 And to declare your own integer variable which C programs can access
6703 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
6704 the \c{_DATA} segment, if necessary):
6706 \c global  _j
6708 \c _j      dw      0
6710 To access a C array, you need to know the size of the components of
6711 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
6712 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
6713 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
6714 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
6715 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
6716 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
6717 \c{float}, and 8 for \c{double}.
6719 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
6720 the base of the structure to the field you are interested in. You
6721 can either do this by converting the C structure definition into a
6722 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
6723 one offset and using just that.
6725 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
6726 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
6727 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
6728 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
6729 Typically, you might find that a structure like
6731 \c struct {
6732 \c     char c;
6733 \c     int i;
6734 \c } foo;
6736 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
6737 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
6738 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
6739 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
6740 out how your own compiler does it.
6743 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
6745 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6746 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
6747 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
6748 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
6749 the work involved in keeping track of the calling convention.
6751 (An alternative, TASM compatible form of \c{arg} is also now built
6752 into NASM's preprocessor. See \k{stackrel} for details.)
6754 An example of an assembly function using the macro set is given
6755 here:
6757 \c proc    _nearproc
6759 \c %$i     arg
6760 \c %$j     arg
6761 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6762 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6763 \c         add     ax,[bx]
6765 \c endproc
6767 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
6768 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
6769 integer. It returns \c{i + *j}.
6771 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
6772 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
6773 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
6774 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
6775 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
6776 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
6777 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
6779 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
6780 compact-model code) by default. You can have it generate far
6781 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
6782 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
6783 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
6784 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
6785 dependency on whether data pointers are far or not.
6787 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
6788 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
6789 many function parameters will be of type \c{int}.
6791 The large-model equivalent of the above function would look like this:
6793 \c %define FARCODE
6795 \c proc    _farproc
6797 \c %$i     arg
6798 \c %$j     arg     4
6799 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6800 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6801 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6802 \c         add     ax,[bx]
6804 \c endproc
6806 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
6807 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
6808 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
6811 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
6813 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
6814 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
6816 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
6817 not required for Pascal.
6819 \b The memory model is always large: functions are far, data
6820 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
6821 (Actually, some functions are near, but only those functions that
6822 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
6823 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
6824 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
6825 data declared in a Pascal program goes into the default data
6826 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
6827 when control is passed to your assembly code. The only things that
6828 do not live in the default data segment are local variables (they
6829 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
6830 data \e{pointers}, however, are far.
6832 \b The function calling convention is different - described below.
6834 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
6836 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
6837 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
6838 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
6841 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
6843 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
6844 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
6845 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
6846 used to denote the function doing the calling and the function which
6847 gets called.
6849 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6850 after another, in normal order (left to right, so that the first
6851 argument specified to the function is pushed first).
6853 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
6854 control to the callee.
6856 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6857 actually necessary, in functions which do not need to access their
6858 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6859 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6860 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6861 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6862 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
6863 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
6865 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6866 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6867 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6868 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
6869 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
6870 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
6871 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
6873 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6874 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6875 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6877 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6878 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6879 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
6880 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
6881 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
6882 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
6883 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
6884 places the returned string value at that location. The pointer is
6885 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
6886 \c{RETF} instruction.
6888 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6889 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6890 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
6891 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
6892 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
6893 to be removed from the stack as a side effect of the return
6894 instruction.
6896 \b When the caller regains control from the callee, the function
6897 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
6898 do nothing further.
6900 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
6901 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
6903 \c global  myfunc
6905 \c myfunc: push    bp
6906 \c         mov     bp,sp
6907 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6908 \c         mov     bx,[bp+8]       ; first parameter to function
6909 \c         mov     bx,[bp+6]       ; second parameter to function
6911 \c         ; some more code
6913 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6914 \c         pop     bp
6915 \c         retf    4               ; total size of params is 4
6917 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
6918 assembly code, you would do something like this:
6920 \c extern  SomeFunc
6922 \c        ; and then, further down...
6924 \c        push   word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6925 \c        push   word mystring       ; ... offset of "mystring"
6926 \c        push   word [myint]        ; one of my variables
6927 \c        call   far SomeFunc
6929 This is equivalent to the Pascal code
6931 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
6932 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
6935 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
6936 Name Restrictions
6938 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
6939 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
6940 reading and understanding the various information contained in a
6941 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
6942 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
6943 restrictions:
6945 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
6946 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
6948 \b initialized data must be in a segment whose name is either
6949 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
6951 \b Uninitialized data must be in a segment whose name is either
6952 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
6954 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
6955 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
6958 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
6960 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
6961 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
6962 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
6963 definition ensures that functions are far (it implies
6964 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
6965 generated with an operand.
6967 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
6968 argument offsets; you must declare your function's arguments in
6969 reverse order. For example:
6971 \c %define PASCAL
6973 \c proc    _pascalproc
6975 \c %$j     arg 4
6976 \c %$i     arg
6977 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6978 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6979 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6980 \c         add     ax,[bx]
6982 \c endproc
6984 This defines the same routine, conceptually, as the example in
6985 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
6986 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
6987 and the contents of the pointer. The only difference between this
6988 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
6989 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
6990 reverse order.
6993 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
6995 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
6996 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
6997 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
6998 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
6999 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
7000 shared libraries.
7002 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
7003 \c{Win32}, \c{DJGPP} or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat
7004 memory model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
7005 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
7006 address space no matter what segment you work relative to, and that
7007 you should ignore all segment registers completely. When writing
7008 flat-model application code, you never need to use a segment
7009 override or modify any segment register, and the code-section
7010 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
7011 space as the data-section addresses you access your variables by and
7012 the stack-section addresses you access local variables and procedure
7013 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
7014 offset part.
7017 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
7019 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
7020 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
7021 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
7024 \S{32cunder} External Symbol Names
7026 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
7027 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
7028 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
7029 appears in the C program. However, not all of them do: the \c{ELF}
7030 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
7031 underscore on their assembly-language names.
7033 The older Linux \c{a.out} C compiler, all \c{Win32} compilers,
7034 \c{DJGPP}, and \c{NetBSD} and \c{FreeBSD}, all use the leading
7035 underscore; for these compilers, the macros \c{cextern} and
7036 \c{cglobal}, as given in \k{16cunder}, will still work. For \c{ELF},
7037 though, the leading underscore should not be used.
7039 See also \k{opt-pfix}.
7041 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
7043 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}
7044 in 32-bit programs is as follows. In the following description,
7045 the words \e{caller} and \e{callee} are used to denote
7046 the function doing the calling and the function which gets called.
7048 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
7049 after another, in reverse order (right to left, so that the first
7050 argument specified to the function is pushed last).
7052 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
7053 control to the callee.
7055 \b The callee receives control, and typically (although this is not
7056 actually necessary, in functions which do not need to access their
7057 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
7058 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
7059 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
7060 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
7061 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
7062 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
7064 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
7065 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
7066 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
7067 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
7068 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
7069 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
7070 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
7071 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
7072 pushing of the parameters in reverse order means that the function
7073 knows where to find its first parameter, which tells it the number
7074 and type of the remaining ones.
7076 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
7077 allocate space on the stack for local variables, which will then be
7078 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
7080 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
7081 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
7082 of the value. Floating-point results are typically returned in
7083 \c{ST0}.
7085 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
7086 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
7087 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
7089 \b When the caller regains control from the callee, the function
7090 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
7091 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
7092 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
7093 called with the wrong number of parameters due to a prototype
7094 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
7095 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
7096 removing.
7098 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
7099 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
7100 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
7101 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
7102 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
7103 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
7104 still pushed in right-to-left order.
7106 Thus, you would define a function in C style in the following way:
7108 \c global  _myfunc
7110 \c _myfunc:
7111 \c         push    ebp
7112 \c         mov     ebp,esp
7113 \c         sub     esp,0x40        ; 64 bytes of local stack space
7114 \c         mov     ebx,[ebp+8]     ; first parameter to function
7116 \c         ; some more code
7118 \c         leave                   ; mov esp,ebp / pop ebp
7119 \c         ret
7121 At the other end of the process, to call a C function from your
7122 assembly code, you would do something like this:
7124 \c extern  _printf
7126 \c         ; and then, further down...
7128 \c         push    dword [myint]   ; one of my integer variables
7129 \c         push    dword mystring  ; pointer into my data segment
7130 \c         call    _printf
7131 \c         add     esp,byte 8      ; `byte' saves space
7133 \c         ; then those data items...
7135 \c segment _DATA
7137 \c myint       dd   1234
7138 \c mystring    db   'This number -> %d <- should be 1234',10,0
7140 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
7142 \c     int myint = 1234;
7143 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
7146 \S{32cdata} Accessing Data Items
7148 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
7149 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
7150 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
7151 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
7152 accessed from assembler as
7154 \c           extern _i
7155 \c           mov eax,[_i]
7157 And to declare your own integer variable which C programs can access
7158 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
7159 the \c{_DATA} segment, if necessary):
7161 \c           global _j
7162 \c _j        dd 0
7164 To access a C array, you need to know the size of the components of
7165 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
7166 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
7167 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
7168 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
7169 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
7170 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
7171 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
7172 are also 4 bytes long.
7174 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
7175 the base of the structure to the field you are interested in. You
7176 can either do this by converting the C structure definition into a
7177 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
7178 one offset and using just that.
7180 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
7181 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
7182 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
7183 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
7184 Typically, you might find that a structure like
7186 \c struct {
7187 \c     char c;
7188 \c     int i;
7189 \c } foo;
7191 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
7192 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
7193 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
7194 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
7195 out how your own compiler does it.
7198 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
7200 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
7201 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
7202 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
7203 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
7204 the work involved in keeping track of the calling convention.
7206 An example of an assembly function using the macro set is given
7207 here:
7209 \c proc    _proc32
7211 \c %$i     arg
7212 \c %$j     arg
7213 \c         mov     eax,[ebp + %$i]
7214 \c         mov     ebx,[ebp + %$j]
7215 \c         add     eax,[ebx]
7217 \c endproc
7219 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
7220 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
7221 integer. It returns \c{i + *j}.
7223 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
7224 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
7225 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
7226 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
7227 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
7228 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
7229 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
7231 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
7232 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
7233 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
7236 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
7237 Libraries}
7239 \c{ELF} replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
7240 because it contains support for \i{position-independent code}
7241 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
7242 supports the \c{ELF} position-independent code features, so you can
7243 write Linux \c{ELF} shared libraries in NASM.
7245 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
7246 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
7247 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
7248 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
7250 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
7251 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
7252 of the running process. The contents of the library's code section
7253 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
7255 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
7256 this:
7258 \c         mov     eax,[myvar]             ; WRONG
7260 Instead, the linker provides an area of memory called the
7261 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
7262 constant distance from your library's code, so if you can find out
7263 where your library is loaded (which is typically done using a
7264 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
7265 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
7266 linker-generated entries in the GOT.
7268 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
7269 restrictions: since the data section is writable, it has to be
7270 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
7271 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
7272 you can put ordinary types of relocation in the data section without
7273 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
7276 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
7278 Each code module in your shared library should define the GOT as an
7279 external symbol:
7281 \c extern  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
7282 \c extern  __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
7284 At the beginning of any function in your shared library which plans
7285 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
7286 address of the GOT. This is typically done by writing the function
7287 in this form:
7289 \c func:   push    ebp
7290 \c         mov     ebp,esp
7291 \c         push    ebx
7292 \c         call    .get_GOT
7293 \c .get_GOT:
7294 \c         pop     ebx
7295 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
7297 \c         ; the function body comes here
7299 \c         mov     ebx,[ebp-4]
7300 \c         mov     esp,ebp
7301 \c         pop     ebp
7302 \c         ret
7304 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
7305 second leading underscore.)
7307 The first two lines of this function are simply the standard C
7308 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
7309 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
7310 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
7311 libraries use this register to store the address of the GOT.
7313 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
7314 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
7315 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
7316 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
7317 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
7318 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
7319 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
7320 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
7321 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
7322 section. (Actually, \c{ELF} encodes it as the offset from the operand
7323 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
7324 deliberately, so you do things the same way for both \c{ELF} and
7325 \c{BSD}.) So the instruction then \e{adds} the beginning of the section,
7326 to get the real address of the GOT, and subtracts the value of
7327 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
7328 that instruction has finished, \c{EBX} contains the address of the GOT.
7330 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
7331 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
7332 those three instructions into a macro and safely ignore them:
7334 \c %macro  get_GOT 0
7336 \c         call    %%getgot
7337 \c   %%getgot:
7338 \c         pop     ebx
7339 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
7341 \c %endmacro
7343 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
7345 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
7346 your data items. Most variables will reside in the sections you have
7347 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
7348 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
7349 way this works is like this:
7351 \c         lea     eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
7353 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
7354 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
7355 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
7356 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
7358 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
7359 them, they are shared between code modules in the library, but do
7360 not get exported from the library to the program that loaded it.
7361 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
7362 can access them in the same way as local variables, using the above
7363 \c{..gotoff} mechanism.
7365 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
7366 handles this relocation type, there must be at least one non-local
7367 symbol in the same section as the address you're trying to access.
7370 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
7372 If your library needs to get at an external variable (external to
7373 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
7374 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
7375 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
7376 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
7377 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
7378 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
7379 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
7380 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
7381 you would code
7383 \c         mov     eax,[ebx+extvar wrt ..got]
7385 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
7386 linker, when it builds the shared library, collects together every
7387 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
7388 has every necessary entry present.
7390 Common variables must also be accessed in this way.
7393 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
7395 If you want to export symbols to the user of the library, you have
7396 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
7397 you have to give the size of the data item. This is because the
7398 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
7399 entries for any exported functions, and also moves exported data
7400 items away from the library's data section in which they were
7401 declared.
7403 So to export a function to users of the library, you must use
7405 \c global  func:function           ; declare it as a function
7407 \c func:   push    ebp
7409 \c         ; etc.
7411 And to export a data item such as an array, you would have to code
7413 \c global  array:data array.end-array      ; give the size too
7415 \c array:  resd    128
7416 \c .end:
7418 Be careful: If you export a variable to the library user, by
7419 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
7420 end up living in the data section of the main program, rather than
7421 in your library's data section, where you declared it. So you will
7422 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
7423 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
7424 effectively, it has become).
7426 Equally, if you need to store the address of an exported global in
7427 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
7428 sort of code:
7430 \c dataptr:        dd      global_data_item        ; WRONG
7432 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
7433 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
7434 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
7435 pointing at your data section instead of at the exported global
7436 which resides elsewhere.
7438 Instead of the above code, then, you must write
7440 \c dataptr:        dd      global_data_item wrt ..sym
7442 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
7443 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
7444 at that address, rather than just relocating by section base.
7446 Either method will work for functions: referring to one of your
7447 functions by means of
7449 \c funcptr:        dd      my_function
7451 will give the user the address of the code you wrote, whereas
7453 \c funcptr:        dd      my_function wrt ..sym
7455 will give the address of the procedure linkage table for the
7456 function, which is where the calling program will \e{believe} the
7457 function lives. Either address is a valid way to call the function.
7460 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
7462 Calling procedures outside your shared library has to be done by
7463 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
7464 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
7465 library code can make calls to the PLT in a position-independent
7466 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
7467 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
7468 in the main program can be transparently passed off to their real
7469 destinations.
7471 To call an external routine, you must use another special PIC
7472 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
7473 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
7474 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
7475 ..plt}.
7478 \S{link} Generating the Library File
7480 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
7481 you then generate your shared library with a command such as
7483 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
7484 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
7486 For ELF, if your shared library is going to reside in system
7487 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
7488 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
7489 library file name, with a version number, into the library:
7491 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
7493 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
7494 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
7497 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
7499 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
7500 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
7501 writing operating system code such as protected-mode initialisation
7502 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
7503 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
7504 one, or jumps between different-size segments.
7507 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
7509 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
7510 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
7511 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
7512 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
7513 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
7514 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
7515 instruction you need, since everything before it can be done in pure
7516 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
7518 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
7519 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
7520 segment, so just coding, for example,
7522 \c         jmp     0x1234:0x56789ABC       ; wrong!
7524 will not work, since the offset part of the address will be
7525 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
7526 one.
7528 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
7529 generate the required instruction by coding it manually, using
7530 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
7531 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
7533 \c         jmp     dword 0x1234:0x56789ABC         ; right
7535 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
7536 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
7537 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
7538 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
7539 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
7540 segment to a 32-bit one.
7542 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
7543 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
7545 \c         jmp     word 0x8765:0x4321      ; 32 to 16 bit
7547 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
7548 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
7549 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
7552 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
7553 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
7555 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
7556 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
7557 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
7558 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
7559 32-bit segment, or vice versa.
7561 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
7562 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
7563 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
7564 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
7566 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
7567 the address, since any effective address containing a 32-bit
7568 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
7570 \c         mov     eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
7571 \c         mov     dword [fs:eax],0x11223344
7573 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
7574 instruction and a register) if you already know the precise offset
7575 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
7576 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
7577 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
7579 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
7580 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
7582 \c         mov     dword [fs:dword my_offset],0x11223344
7584 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
7585 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
7586 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
7588 \c         mov     dword [dword fs:my_offset],0x11223344
7590 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
7591 which controls the size of the data stored at the address, with the
7592 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
7593 address itself. The two can quite easily be different:
7595 \c         mov     word [dword 0x12345678],0x9ABC
7597 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
7598 offset.
7600 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
7601 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
7603 \c         call    dword far [fs:word 0x4321]
7605 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
7606 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
7607 offset), and calls that address.
7610 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
7612 The other way you might want to access data might be using the
7613 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
7614 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
7615 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
7616 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
7618 This is the purpose of NASM's \i\c{a16}, \i\c{a32} and \i\c{a64} prefixes. If
7619 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
7620 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
7621 desired address into \c{ESI} and then code
7623 \c         a32     lodsb
7625 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
7626 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
7627 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
7628 corresponding \c{a16} prefix can be used.
7630 The \c{a16}, \c{a32} and \c{a64} prefixes can be applied to any instruction
7631 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
7632 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
7633 instructions with implicit addressing:
7634 \# \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
7635 \# \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
7636 \# (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
7637 \# \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}).
7638 \c{CMPSx}, \c{SCASx}, \c{LODSx}, \c{STOSx}, \c{MOVSx}, \c{INSx},
7639 \c{OUTSx}, and \c{XLATB}.
7640 Also, the
7641 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
7642 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16}, \c{a32} or \c{a64}
7643 prefixes to force a particular one of \c{SP}, \c{ESP} or \c{RSP} to be used
7644 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
7645 size from the code segment.
7647 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
7648 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
7649 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
7650 give the value of the segment register being manipulated. To force
7651 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
7652 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
7654 \c         o16 push    ss
7655 \c         o16 push    ds
7657 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
7658 registers into the space which would normally be consumed by pushing
7659 one.
7661 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
7662 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
7665 \C{64bit} Writing 64-bit Code (Unix, Win64)
7667 This chapter attempts to cover some of the common issues involved when
7668 writing 64-bit code, to run under \i{Win64} or Unix.  It covers how to
7669 write assembly code to interface with 64-bit C routines, and how to
7670 write position-independent code for shared libraries.
7672 All 64-bit code uses a flat memory model, since segmentation is not
7673 available in 64-bit mode.  The one exception is the \c{FS} and \c{GS}
7674 registers, which still add their bases.
7676 Position independence in 64-bit mode is significantly simpler, since
7677 the processor supports \c{RIP}-relative addressing directly; see the
7678 \c{REL} keyword (\k{effaddr}).  On most 64-bit platforms, it is
7679 probably desirable to make that the default, using the directive
7680 \c{DEFAULT REL} (\k{default}).
7682 64-bit programming is relatively similar to 32-bit programming, but
7683 of course pointers are 64 bits long; additionally, all existing
7684 platforms pass arguments in registers rather than on the stack.
7685 Furthermore, 64-bit platforms use SSE2 by default for floating point.
7686 Please see the ABI documentation for your platform.
7688 64-bit platforms differ in the sizes of the fundamental datatypes, not
7689 just from 32-bit platforms but from each other.  If a specific size
7690 data type is desired, it is probably best to use the types defined in
7691 the Standard C header \c{<inttypes.h>}.
7693 In 64-bit mode, the default instruction size is still 32 bits.  When
7694 loading a value into a 32-bit register (but not an 8- or 16-bit
7695 register), the upper 32 bits of the corresponding 64-bit register are
7696 set to zero.
7698 \H{reg64} Register Names in 64-bit Mode
7700 NASM uses the following names for general-purpose registers in 64-bit
7701 mode, for 8-, 16-, 32- and 64-bit references, respectively:
7703 \c      AL/AH, CL/CH, DL/DH, BL/BH, SPL, BPL, SIL, DIL, R8B-R15B
7704 \c      AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, R8W-R15W
7705 \c      EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI, R8D-R15D
7706 \c      RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI, R8-R15
7708 This is consistent with the AMD documentation and most other
7709 assemblers.  The Intel documentation, however, uses the names
7710 \c{R8L-R15L} for 8-bit references to the higher registers.  It is
7711 possible to use those names by definiting them as macros; similarly,
7712 if one wants to use numeric names for the low 8 registers, define them
7713 as macros.  The standard macro package \c{altreg} (see \k{pkg_altreg})
7714 can be used for this purpose.
7716 \H{id64} Immediates and Displacements in 64-bit Mode
7718 In 64-bit mode, immediates and displacements are generally only 32
7719 bits wide.  NASM will therefore truncate most displacements and
7720 immediates to 32 bits.
7722 The only instruction which takes a full \i{64-bit immediate} is:
7724 \c      MOV reg64,imm64
7726 NASM will produce this instruction whenever the programmer uses
7727 \c{MOV} with an immediate into a 64-bit register.  If this is not
7728 desirable, simply specify the equivalent 32-bit register, which will
7729 be automatically zero-extended by the processor, or specify the
7730 immediate as \c{DWORD}:
7732 \c      mov rax,foo             ; 64-bit immediate
7733 \c      mov rax,qword foo       ; (identical)
7734 \c      mov eax,foo             ; 32-bit immediate, zero-extended
7735 \c      mov rax,dword foo       ; 32-bit immediate, sign-extended
7737 The length of these instructions are 10, 5 and 7 bytes, respectively.
7739 The only instructions which take a full \I{64-bit displacement}64-bit
7740 \e{displacement} is loading or storing, using \c{MOV}, \c{AL}, \c{AX},
7741 \c{EAX} or \c{RAX} (but no other registers) to an absolute 64-bit address.
7742 Since this is a relatively rarely used instruction (64-bit code generally uses
7743 relative addressing), the programmer has to explicitly declare the
7744 displacement size as \c{QWORD}:
7746 \c      default abs
7748 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit absolute disp, sign-extended
7749 \c      mov eax,[a32 foo]       ; 32-bit absolute disp, zero-extended
7750 \c      mov eax,[qword foo]     ; 64-bit absolute disp
7752 \c      default rel
7754 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit relative disp
7755 \c      mov eax,[a32 foo]       ; d:o, address truncated to 32 bits(!)
7756 \c      mov eax,[qword foo]     ; error
7757 \c      mov eax,[abs qword foo] ; 64-bit absolute disp
7759 A sign-extended absolute displacement can access from -2 GB to +2 GB;
7760 a zero-extended absolute displacement can access from 0 to 4 GB.
7762 \H{unix64} Interfacing to 64-bit C Programs (Unix)
7764 On Unix, the 64-bit ABI as well as the x32 ABI (32-bit ABI with the
7765 CPU in 64-bit mode) is defined by the documents at:
7767 \W{http://www.nasm.us/abi/unix64}\c{http://www.nasm.us/abi/unix64}
7769 Although written for AT&T-syntax assembly, the concepts apply equally
7770 well for NASM-style assembly.  What follows is a simplified summary.
7772 The first six integer arguments (from the left) are passed in \c{RDI},
7773 \c{RSI}, \c{RDX}, \c{RCX}, \c{R8}, and \c{R9}, in that order.
7774 Additional integer arguments are passed on the stack.  These
7775 registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and \c{R11} are destroyed by function
7776 calls, and thus are available for use by the function without saving.
7778 Integer return values are passed in \c{RAX} and \c{RDX}, in that order.
7780 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7781 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM7};
7782 return is \c{XMM0} and \c{XMM1}.  \c{long double} are passed on the
7783 stack, and returned in \c{ST0} and \c{ST1}.
7785 All SSE and x87 registers are destroyed by function calls.
7787 On 64-bit Unix, \c{long} is 64 bits.
7789 Integer and SSE register arguments are counted separately, so for the case of
7791 \c      void foo(long a, double b, int c)
7793 \c{a} is passed in \c{RDI}, \c{b} in \c{XMM0}, and \c{c} in \c{ESI}.
7795 \H{win64} Interfacing to 64-bit C Programs (Win64)
7797 The Win64 ABI is described by the document at:
7799 \W{http://www.nasm.us/abi/win64}\c{http://www.nasm.us/abi/win64}
7801 What follows is a simplified summary.
7803 The first four integer arguments are passed in \c{RCX}, \c{RDX},
7804 \c{R8} and \c{R9}, in that order.  Additional integer arguments are
7805 passed on the stack.  These registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and
7806 \c{R11} are destroyed by function calls, and thus are available for
7807 use by the function without saving.
7809 Integer return values are passed in \c{RAX} only.
7811 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7812 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM3};
7813 return is \c{XMM0} only.
7815 On Win64, \c{long} is 32 bits; \c{long long} or \c{_int64} is 64 bits.
7817 Integer and SSE register arguments are counted together, so for the case of
7819 \c      void foo(long long a, double b, int c)
7821 \c{a} is passed in \c{RCX}, \c{b} in \c{XMM1}, and \c{c} in \c{R8D}.
7823 \C{trouble} Troubleshooting
7825 This chapter describes some of the common problems that users have
7826 been known to encounter with NASM, and answers them.  If you think you
7827 have found a bug in NASM, please see \k{bugs}.
7830 \H{problems} Common Problems
7832 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
7834 We sometimes get `bug' reports about NASM generating inefficient, or
7835 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
7836 deliberate design feature, connected to predictability of output:
7837 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
7838 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
7839 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient form of
7840 the instruction. This isn't a bug, it's user error: if you prefer to
7841 have NASM produce the more efficient code automatically enable
7842 optimization with the \c{-O} option (see \k{opt-O}).
7845 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
7847 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
7848 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
7849 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
7850 longer.
7852 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
7853 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
7854 type of processor the code it is generating will be run on; so it
7855 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
7856 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
7857 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
7858 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
7859 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
7860 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
7861 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
7862 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
7863 instructions should be generated. See \k{opt-O}.
7866 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
7868 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
7869 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
7870 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
7871 sector, people who are used to MASM tend to code
7873 \c         ORG 0
7875 \c         ; some boot sector code
7877 \c         ORG 510
7878 \c         DW 0xAA55
7880 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
7881 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
7882 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
7884 \c         ORG 0
7886 \c         ; some boot sector code
7888 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7889 \c         DW 0xAA55
7891 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
7892 the output to move the assembly point up to 510. This method also
7893 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
7894 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
7895 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
7896 find out what's wrong with it.
7899 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
7901 The other common problem with the above code is people who write the
7902 \c{TIMES} line as
7904 \c         TIMES 510-$ DB 0
7906 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
7907 the difference between them is also a pure number and can happily be
7908 fed to \c{TIMES}.
7910 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
7911 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
7912 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
7913 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
7914 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
7915 information back to the expression evaluator. So from the
7916 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
7917 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
7918 is also not a pure number, but involves a section base. Values
7919 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
7921 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
7922 line in the form
7924 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7926 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
7927 and so their difference is a pure number. This will solve the
7928 problem and generate sensible code.
7930 \A{ndisasm} \i{Ndisasm}
7932                   The Netwide Disassembler, NDISASM
7934 \H{ndisintro} Introduction
7937 The Netwide Disassembler is a small companion program to the Netwide
7938 Assembler, NASM. It seemed a shame to have an x86 assembler,
7939 complete with a full instruction table, and not make as much use of
7940 it as possible, so here's a disassembler which shares the
7941 instruction table (and some other bits of code) with NASM.
7943 The Netwide Disassembler does nothing except to produce
7944 disassemblies of \e{binary} source files. NDISASM does not have any
7945 understanding of object file formats, like \c{objdump}, and it will
7946 not understand \c{DOS .EXE} files like \c{debug} will. It just
7947 disassembles.
7950 \H{ndisrun} Running NDISASM
7952 To disassemble a file, you will typically use a command of the form
7954 \c        ndisasm -b {16|32|64} filename
7956 NDISASM can disassemble 16-, 32- or 64-bit code equally easily,
7957 provided of course that you remember to specify which it is to work
7958 with. If no \i\c{-b} switch is present, NDISASM works in 16-bit mode
7959 by default. The \i\c{-u} switch (for USE32) also invokes 32-bit mode.
7961 Two more command line options are \i\c{-r} which reports the version
7962 number of NDISASM you are running, and \i\c{-h} which gives a short
7963 summary of command line options.
7966 \S{ndiscom} COM Files: Specifying an Origin
7968 To disassemble a \c{DOS .COM} file correctly, a disassembler must assume
7969 that the first instruction in the file is loaded at address \c{0x100},
7970 rather than at zero. NDISASM, which assumes by default that any file
7971 you give it is loaded at zero, will therefore need to be informed of
7972 this.
7974 The \i\c{-o} option allows you to declare a different origin for the
7975 file you are disassembling. Its argument may be expressed in any of
7976 the NASM numeric formats: decimal by default, if it begins with `\c{$}'
7977 or `\c{0x}' or ends in `\c{H}' it's \c{hex}, if it ends in `\c{Q}' it's
7978 \c{octal}, and if it ends in `\c{B}' it's \c{binary}.
7980 Hence, to disassemble a \c{.COM} file:
7982 \c        ndisasm -o100h filename.com
7984 will do the trick.
7987 \S{ndissync} Code Following Data: Synchronisation
7989 Suppose you are disassembling a file which contains some data which
7990 isn't machine code, and \e{then} contains some machine code. NDISASM
7991 will faithfully plough through the data section, producing machine
7992 instructions wherever it can (although most of them will look
7993 bizarre, and some may have unusual prefixes, e.g. `\c{FS OR AX,0x240A}'),
7994 and generating `DB' instructions ever so often if it's totally stumped.
7995 Then it will reach the code section.
7997 Supposing NDISASM has just finished generating a strange machine
7998 instruction from part of the data section, and its file position is
7999 now one byte \e{before} the beginning of the code section. It's
8000 entirely possible that another spurious instruction will get
8001 generated, starting with the final byte of the data section, and
8002 then the correct first instruction in the code section will not be
8003 seen because the starting point skipped over it. This isn't really
8004 ideal.
8006 To avoid this, you can specify a `\i\c{synchronisation}' point, or indeed
8007 as many synchronisation points as you like (although NDISASM can
8008 only handle 2147483647 sync points internally). The definition of a sync
8009 point is this: NDISASM guarantees to hit sync points exactly during
8010 disassembly. If it is thinking about generating an instruction which
8011 would cause it to jump over a sync point, it will discard that
8012 instruction and output a `\c{db}' instead. So it \e{will} start
8013 disassembly exactly from the sync point, and so you \e{will} see all
8014 the instructions in your code section.
8016 Sync points are specified using the \i\c{-s} option: they are measured
8017 in terms of the program origin, not the file position. So if you
8018 want to synchronize after 32 bytes of a \c{.COM} file, you would have to
8021 \c        ndisasm -o100h -s120h file.com
8023 rather than
8025 \c        ndisasm -o100h -s20h file.com
8027 As stated above, you can specify multiple sync markers if you need
8028 to, just by repeating the \c{-s} option.
8031 \S{ndisisync} Mixed Code and Data: Automatic (Intelligent) Synchronisation
8032 \I\c{auto-sync}
8034 Suppose you are disassembling the boot sector of a \c{DOS} floppy (maybe
8035 it has a virus, and you need to understand the virus so that you
8036 know what kinds of damage it might have done you). Typically, this
8037 will contain a \c{JMP} instruction, then some data, then the rest of the
8038 code. So there is a very good chance of NDISASM being \e{misaligned}
8039 when the data ends and the code begins. Hence a sync point is
8040 needed.
8042 On the other hand, why should you have to specify the sync point
8043 manually? What you'd do in order to find where the sync point would
8044 be, surely, would be to read the \c{JMP} instruction, and then to use
8045 its target address as a sync point. So can NDISASM do that for you?
8047 The answer, of course, is yes: using either of the synonymous
8048 switches \i\c{-a} (for automatic sync) or \i\c{-i} (for intelligent
8049 sync) will enable \c{auto-sync} mode. Auto-sync mode automatically
8050 generates a sync point for any forward-referring PC-relative jump or
8051 call instruction that NDISASM encounters. (Since NDISASM is one-pass,
8052 if it encounters a PC-relative jump whose target has already been
8053 processed, there isn't much it can do about it...)
8055 Only PC-relative jumps are processed, since an absolute jump is
8056 either through a register (in which case NDISASM doesn't know what
8057 the register contains) or involves a segment address (in which case
8058 the target code isn't in the same segment that NDISASM is working
8059 in, and so the sync point can't be placed anywhere useful).
8061 For some kinds of file, this mechanism will automatically put sync
8062 points in all the right places, and save you from having to place
8063 any sync points manually. However, it should be stressed that
8064 auto-sync mode is \e{not} guaranteed to catch all the sync points, and
8065 you may still have to place some manually.
8067 Auto-sync mode doesn't prevent you from declaring manual sync
8068 points: it just adds automatically generated ones to the ones you
8069 provide. It's perfectly feasible to specify \c{-i} \e{and} some \c{-s}
8070 options.
8072 Another caveat with auto-sync mode is that if, by some unpleasant
8073 fluke, something in your data section should disassemble to a
8074 PC-relative call or jump instruction, NDISASM may obediently place a
8075 sync point in a totally random place, for example in the middle of
8076 one of the instructions in your code section. So you may end up with
8077 a wrong disassembly even if you use auto-sync. Again, there isn't
8078 much I can do about this. If you have problems, you'll have to use
8079 manual sync points, or use the \c{-k} option (documented below) to
8080 suppress disassembly of the data area.
8083 \S{ndisother} Other Options
8085 The \i\c{-e} option skips a header on the file, by ignoring the first N
8086 bytes. This means that the header is \e{not} counted towards the
8087 disassembly offset: if you give \c{-e10 -o10}, disassembly will start
8088 at byte 10 in the file, and this will be given offset 10, not 20.
8090 The \i\c{-k} option is provided with two comma-separated numeric
8091 arguments, the first of which is an assembly offset and the second
8092 is a number of bytes to skip. This \e{will} count the skipped bytes
8093 towards the assembly offset: its use is to suppress disassembly of a
8094 data section which wouldn't contain anything you wanted to see
8095 anyway.
8098 \A{inslist} \i{Instruction List}
8100 \H{inslistintro} Introduction
8102 The following sections show the instructions which NASM currently supports. For each
8103 instruction, there is a separate entry for each supported addressing mode. The third
8104 column shows the processor type in which the instruction was introduced and,
8105  when appropriate, one or more usage flags.
8107 \& inslist.src
8109 \A{changelog} \i{NASM Version History}
8111 \& changes.src
8113 \A{source} Building NASM from Source
8115 The source code for NASM is available from our website,
8116 \W{http://www.nasm.us/}{http://wwww.nasm.us/}, see \k{website}.
8118 \H{tarball} Building from a Source Archive
8120 The source archives available on the web site should be capable of
8121 building on a number of platforms.  This is the recommended method for
8122 building NASM to support platforms for which executables are not
8123 available.
8125 On a system which has Unix shell (\c{sh}), run:
8127 \c      sh configure
8128 \c      make everything
8130 A number of options can be passed to \c{configure}; see
8131 \c{sh configure --help}.
8133 A set of Makefiles for some other environments are also available;
8134 please see the file \c{Mkfiles/README}.
8136 To build the installer for the Windows platform, you will need the
8137 \i\e{Nullsoft Scriptable Installer}, \i{NSIS}, installed.
8139 To build the documentation, you will need a set of additional tools.
8140 The documentation is not likely to be able to build on non-Unix
8141 systems.
8143 \H{git} Building from the \i\c{git} Repository
8145 The NASM development tree is kept in a source code repository using
8146 the \c{git} distributed source control system.  The link is available
8147 on the website.  This is recommended only to participate in the
8148 development of NASM or to assist with testing the development code.
8150 To build NASM from the \c{git} repository you will need a Perl and, if
8151 building on a Unix system, GNU autoconf.
8153 To build on a Unix system, run:
8155 \c      sh autogen.sh
8157 to create the \c{configure} script and then build as listed above.
8159 \A{contact} Contact Information
8161 \H{website} Website
8163 NASM has a \i{website} at
8164 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/}.
8166 \i{New releases}, \i{release candidates}, and \I{snapshots, daily
8167 development}\i{daily development snapshots} of NASM are available from
8168 the official web site in source form as well as binaries for a number
8169 of common platforms.
8171 \S{forums} User Forums
8173 Users of NASM may find the Forums on the website useful.  These are,
8174 however, not frequented much by the developers of NASM, so they are
8175 not suitable for reporting bugs.
8177 \S{develcom} Development Community
8179 The development of NASM is coordinated primarily though the
8180 \i\c{nasm-devel} mailing list.  If you wish to participate in
8181 development of NASM, please join this mailing list.  Subscription
8182 links and archives of past posts are available on the website.
8184 \H{bugs} \i{Reporting Bugs}\I{bugs}
8186 To report bugs in NASM, please use the \i{bug tracker} at
8187 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/} (click on "Bug
8188 Tracker"), or if that fails then through one of the contacts in
8189 \k{website}.
8191 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
8192 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
8193 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
8194 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
8195 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
8196 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
8197 there.
8199 If you do report a bug, \e{please} make sure your bug report includes
8200 the following information:
8202 \b What operating system you're running NASM under.  Linux,
8203 FreeBSD, NetBSD, MacOS X, Win16, Win32, Win64, MS-DOS, OS/2, VMS,
8204 whatever.
8206 \b If you compiled your own executable from a source archive, compiled
8207 your own executable from \c{git}, used the standard distribution
8208 binaries from the website, or got an executable from somewhere else
8209 (e.g. a Linux distribution.) If you were using a locally built
8210 executable, try to reproduce the problem using one of the standard
8211 binaries, as this will make it easier for us to reproduce your problem
8212 prior to fixing it.
8214 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
8215 it. Give us the precise command line, and the contents of the
8216 \c{NASMENV} environment variable if any.
8218 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
8219 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
8220 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
8221 got, and the exact linker command line. If the problem involves
8222 linking against object files generated by a compiler, tell us what
8223 compiler, what version, and what command line or options you used.
8224 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
8225 with the command-line version of the compiler.)
8227 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
8228 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
8229 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
8230 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
8231 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
8232 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
8233 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
8234 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
8235 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
8236 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
8237 demonstrate the problem is much easier to work with than a
8238 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
8239 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
8241 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
8242 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
8243 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
8244 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
8245 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
8246 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
8247 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
8248 generating'; `the object file produced from this source code crashes
8249 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
8250 should be 77 instead'.
8252 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
8253 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
8254 generates the same file, or whether the problem is related to
8255 portability issues between our development platforms and yours. We
8256 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
8257 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
8258 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
8259 for us.
8261 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
8262 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
8263 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
8264 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
8265 differently from us.