Merge remote-tracking branch 'origin/nasm-2.12.xx'
[nasm.git] / doc / nasmdoc.src
blob55be9d9765ebbea1b50a16f99dfd38954d2e8ae0
1 \# --------------------------------------------------------------------------
2 \#
3 \#   Copyright 1996-2016 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
36 \M{category}{Programming}
37 \M{title}{NASM - The Netwide Assembler}
38 \M{year}{1996-2016}
39 \M{author}{The NASM Development Team}
40 \M{copyright_tail}{-- All Rights Reserved}
41 \M{license}{This document is redistributable under the license given in the file "LICENSE" distributed in the NASM archive.}
42 \M{summary}{This file documents NASM, the Netwide Assembler: an assembler targetting the Intel x86 series of processors, with portable source.}
43 \M{infoname}{NASM}
44 \M{infofile}{nasm}
45 \M{infotitle}{The Netwide Assembler for x86}
46 \M{epslogo}{nasmlogo.eps}
47 \M{logoyadj}{-72}
48 \IR{-D} \c{-D} option
49 \IR{-E} \c{-E} option
50 \IR{-F} \c{-F} option
51 \IR{-I} \c{-I} option
52 \IR{-M} \c{-M} option
53 \IR{-MD} \c{-MD} option
54 \IR{-MF} \c{-MF} option
55 \IR{-MG} \c{-MG} option
56 \IR{-MP} \c{-MP} option
57 \IR{-MQ} \c{-MQ} option
58 \IR{-MT} \c{-MT} option
59 \IR{-O} \c{-O} option
60 \IR{-P} \c{-P} option
61 \IR{-U} \c{-U} option
62 \IR{-X} \c{-X} option
63 \IR{-a} \c{-a} option
64 \IR{-d} \c{-d} option
65 \IR{-e} \c{-e} option
66 \IR{-f} \c{-f} option
67 \IR{-g} \c{-g} option
68 \IR{-i} \c{-i} option
69 \IR{-l} \c{-l} option
70 \IR{-o} \c{-o} option
71 \IR{-p} \c{-p} option
72 \IR{-s} \c{-s} option
73 \IR{-u} \c{-u} option
74 \IR{-v} \c{-v} option
75 \IR{-W} \c{-W} option
76 \IR{-w} \c{-w} option
77 \IR{-y} \c{-y} option
78 \IR{-Z} \c{-Z} option
79 \IR{!=} \c{!=} operator
80 \IR{$, here} \c{$}, Here token
81 \IR{$, prefix} \c{$}, prefix
82 \IR{$$} \c{$$} token
83 \IR{%} \c{%} operator
84 \IR{%%} \c{%%} operator
85 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
86 \IA{%-1}{%+1}
87 \IR{%0} \c{%0} parameter count
88 \IR{&} \c{&} operator
89 \IR{&&} \c{&&} operator
90 \IR{*} \c{*} operator
91 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
92 \IR{/} \c{/} operator
93 \IR{//} \c{//} operator
94 \IR{<} \c{<} operator
95 \IR{<<} \c{<<} operator
96 \IR{<=} \c{<=} operator
97 \IR{<>} \c{<>} operator
98 \IR{=} \c{=} operator
99 \IR{==} \c{==} operator
100 \IR{>} \c{>} operator
101 \IR{>=} \c{>=} operator
102 \IR{>>} \c{>>} operator
103 \IR{?} \c{?} MASM syntax
104 \IR{^} \c{^} operator
105 \IR{^^} \c{^^} operator
106 \IR{|} \c{|} operator
107 \IR{||} \c{||} operator
108 \IR{~} \c{~} operator
109 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
110 \IA{%$$}{%$}
111 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
112 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
113 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
114 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
115 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
116 \IR{! opunary} \c{!} operator, unary
117 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
118 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
119 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
120 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
121 variables
122 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
123 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
124 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
125 \IR{autoconf} Autoconf
126 \IR{bin} bin
127 \IR{bitwise and} bitwise AND
128 \IR{bitwise or} bitwise OR
129 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
130 \IR{block ifs} block IFs
131 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
132 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
133 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
134 \IR{bsd} BSD
135 \IR{c calling convention} C calling convention
136 \IR{c symbol names} C symbol names
137 \IA{critical expressions}{critical expression}
138 \IA{command line}{command-line}
139 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
140 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
141 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
142 \IA{character constants}{character constant}
143 \IR{codeview} CodeView debugging format
144 \IR{common object file format} Common Object File Format
145 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
146 in \c{elf}
147 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
148 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
149 \IR{declaring structure} declaring structures
150 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
151 \IR{devpac} DevPac
152 \IR{djgpp} DJGPP
153 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
154 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
155 \IR{dos} DOS
156 \IR{dos archive} DOS archive
157 \IR{dos source archive} DOS source archive
158 \IA{effective address}{effective addresses}
159 \IA{effective-address}{effective addresses}
160 \IR{elf} ELF
161 \IR{elf, 16-bit code and} ELF, 16-bit code and
162 \IR{elf shared libraries} ELF, shared libraries
163 \IR{elf32} \c{elf32}
164 \IR{elf64} \c{elf64}
165 \IR{elfx32} \c{elfx32}
166 \IR{executable and linkable format} Executable and Linkable Format
167 \IR{extern, obj extensions to} \c{EXTERN}, \c{obj} extensions to
168 \IR{extern, rdf extensions to} \c{EXTERN}, \c{rdf} extensions to
169 \IR{floating-point, constants} floating-point, constants
170 \IR{floating-point, packed bcd constants} floating-point, packed BCD constants
171 \IR{freebsd} FreeBSD
172 \IR{freelink} FreeLink
173 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
174 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
175 convention
176 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
177 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
178 \IR{global, rdf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{rdf} extensions to
179 \IR{got} GOT
180 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
181 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
182 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
183 \IR{intel number formats} Intel number formats
184 \IR{linux, elf} Linux, ELF
185 \IR{linux, a.out} Linux, \c{a.out}
186 \IR{linux, as86} Linux, \c{as86}
187 \IR{logical and} logical AND
188 \IR{logical or} logical OR
189 \IR{logical xor} logical XOR
190 \IR{mach object file format} Mach, object file format
191 \IA{mach-o}{macho}
192 \IR{mach-o} Mach-O, object file format
193 \IR{macho32} \c{macho32}
194 \IR{macho64} \c{macho64}
195 \IR{macos x} MacOS X
196 \IR{masm} MASM
197 \IA{memory reference}{memory references}
198 \IR{minix} Minix
199 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
200 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
201 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
202 \IR{mmx registers} MMX registers
203 \IA{modr/m}{modr/m byte}
204 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
205 \IR{ms-dos} MS-DOS
206 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
207 \IR{multipush} \c{multipush} macro
208 \IR{nan} NaN
209 \IR{nasm version} NASM version
210 \IR{netbsd} NetBSD
211 \IR{omf} OMF
212 \IR{openbsd} OpenBSD
213 \IR{operating system} operating system
214 \IR{os/2} OS/2
215 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
216 \IR{passes} passes, assembly
217 \IR{perl} Perl
218 \IR{pic} PIC
219 \IR{pharlap} PharLap
220 \IR{plt} PLT
221 \IR{plt} \c{PLT} relocations
222 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
223 \IA{preprocessor expressions}{preprocessor, expressions}
224 \IA{preprocessor loops}{preprocessor, loops}
225 \IA{preprocessor variables}{preprocessor, variables}
226 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
227 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
228 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
229 Object File Format
230 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
231 \IA{repeating}{repeating code}
232 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
233 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
234 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
235 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
236 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
237 \IR{section, macho extensions to} \c{SECTION}, \c{macho} extensions to
238 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
239 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
240 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
241 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
242 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
243 \IR{shift command} \c{shift} command
244 \IA{sib}{sib byte}
245 \IR{sib byte} SIB byte
246 \IR{align, smart} \c{ALIGN}, smart
247 \IA{sectalign}{sectalign}
248 \IR{solaris x86} Solaris x86
249 \IA{standard section names}{standardized section names}
250 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
251 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
252 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
253 \IR{tlink} \c{TLINK}
254 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
255 \IR{unicode} Unicode
256 \IR{unix} Unix
257 \IR{utf-8} UTF-8
258 \IR{utf-16} UTF-16
259 \IR{utf-32} UTF-32
260 \IA{sco unix}{unix, sco}
261 \IR{unix, sco} Unix, SCO
262 \IA{unix source archive}{unix, source archive}
263 \IR{unix, source archive} Unix, source archive
264 \IA{unix system v}{unix, system v}
265 \IR{unix, system v} Unix, System V
266 \IR{unixware} UnixWare
267 \IR{val} VAL
268 \IR{version number of nasm} version number of NASM
269 \IR{visual c++} Visual C++
270 \IR{www page} WWW page
271 \IR{win32} Win32
272 \IR{win32} Win64
273 \IR{windows} Windows
274 \IR{windows 95} Windows 95
275 \IR{windows nt} Windows NT
276 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
277 \# \IC{program entry point}{start point, program}
278 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
279 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
280 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
283 \C{intro} Introduction
285 \H{whatsnasm} What Is NASM?
287 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 and x86-64 assembler designed
288 for portability and modularity. It supports a range of object file
289 formats, including Linux and \c{*BSD} \c{a.out}, \c{ELF}, \c{COFF},
290 \c{Mach-O}, Microsoft 16-bit \c{OBJ}, \c{Win32} and \c{Win64}. It will
291 also output plain binary files. Its syntax is designed to be simple
292 and easy to understand, similar to Intel's but less complex. It
293 supports all currently known x86 architectural extensions, and has
294 strong support for macros.
297 \S{yaasm} Why Yet Another Assembler?
299 The Netwide Assembler grew out of an idea on \i\c{comp.lang.asm.x86}
300 (or possibly \i\c{alt.lang.asm} - I forget which), which was
301 essentially that there didn't seem to be a good \e{free} x86-series
302 assembler around, and that maybe someone ought to write one.
304 \b \i\c{a86} is good, but not free, and in particular you don't get any
305 32-bit capability until you pay. It's DOS only, too.
307 \b \i\c{gas} is free, and ports over to DOS and Unix, but it's not
308 very good, since it's designed to be a back end to \i\c{gcc}, which
309 always feeds it correct code. So its error checking is minimal. Also,
310 its syntax is horrible, from the point of view of anyone trying to
311 actually \e{write} anything in it. Plus you can't write 16-bit code in
312 it (properly.)
314 \b \i\c{as86} is specific to Minix and Linux, and (my version at least)
315 doesn't seem to have much (or any) documentation.
317 \b \i\c{MASM} isn't very good, and it's (was) expensive, and it runs only under
318 DOS.
320 \b \i\c{TASM} is better, but still strives for MASM compatibility,
321 which means millions of directives and tons of red tape. And its syntax
322 is essentially MASM's, with the contradictions and quirks that
323 entails (although it sorts out some of those by means of Ideal mode.)
324 It's expensive too. And it's DOS-only.
326 So here, for your coding pleasure, is NASM. At present it's
327 still in prototype stage - we don't promise that it can outperform
328 any of these assemblers. But please, \e{please} send us bug reports,
329 fixes, helpful information, and anything else you can get your hands
330 on (and thanks to the many people who've done this already! You all
331 know who you are), and we'll improve it out of all recognition.
332 Again.
335 \S{legal} \i{License} Conditions
337 Please see the file \c{LICENSE}, supplied as part of any NASM
338 distribution archive, for the license conditions under which you may
339 use NASM.  NASM is now under the so-called 2-clause BSD license, also
340 known as the simplified BSD license.
342 Copyright 1996-2016 the NASM Authors - All rights reserved.
344 Redistribution and use in source and binary forms, with or without
345 modification, are permitted provided that the following conditions are
346 met:
348 \b Redistributions of source code must retain the above copyright
349 notice, this list of conditions and the following disclaimer.
351 \b Redistributions in binary form must reproduce the above copyright
352 notice, this list of conditions and the following disclaimer in the
353 documentation and/or other materials provided with the distribution.
354       
355 THIS SOFTWARE IS PROVIDED BY THE COPYRIGHT HOLDERS AND
356 CONTRIBUTORS "AS IS" AND ANY EXPRESS OR IMPLIED WARRANTIES,
357 INCLUDING, BUT NOT LIMITED TO, THE IMPLIED WARRANTIES OF
358 MERCHANTABILITY AND FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE ARE
359 DISCLAIMED. IN NO EVENT SHALL THE COPYRIGHT OWNER OR
360 CONTRIBUTORS BE LIABLE FOR ANY DIRECT, INDIRECT, INCIDENTAL,
361 SPECIAL, EXEMPLARY, OR CONSEQUENTIAL DAMAGES (INCLUDING, BUT
362 NOT LIMITED TO, PROCUREMENT OF SUBSTITUTE GOODS OR SERVICES;
363 LOSS OF USE, DATA, OR PROFITS; OR BUSINESS INTERRUPTION)
364 HOWEVER CAUSED AND ON ANY THEORY OF LIABILITY, WHETHER IN
365 CONTRACT, STRICT LIABILITY, OR TORT (INCLUDING NEGLIGENCE OR
366 OTHERWISE) ARISING IN ANY WAY OUT OF THE USE OF THIS SOFTWARE,
367 EVEN IF ADVISED OF THE POSSIBILITY OF SUCH DAMAGE.
370 \H{contact} Contact Information
372 The current version of NASM (since about 0.98.08) is maintained by a
373 team of developers, accessible through the \c{nasm-devel} mailing list
374 (see below for the link).
375 If you want to report a bug, please read \k{bugs} first.
377 NASM has a \i{website} at
378 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/}. If it's not there,
379 google for us!
381 \i{New releases}, \i{release candidates}, and \I{snapshots, daily
382 development}\i{daily development snapshots} of NASM are available from
383 the official web site.
385 Announcements are posted to
386 \W{news:comp.lang.asm.x86}\i\c{comp.lang.asm.x86},
387 and to the web site
388 \W{http://www.freshmeat.net/}\c{http://www.freshmeat.net/}.
390 If you want information about the current development status, please
391 subscribe to the \i\c{nasm-devel} email list; see link from the
392 website.
395 \H{install} Installation
397 \S{instdos} \i{Installing} NASM under MS-\i{DOS} or Windows
399 Once you've obtained the appropriate archive for NASM,
400 \i\c{nasm-XXX-dos.zip} or \i\c{nasm-XXX-win32.zip} (where \c{XXX}
401 denotes the version number of NASM contained in the archive), unpack
402 it into its own directory (for example \c{c:\\nasm}).
404 The archive will contain a set of executable files: the NASM
405 executable file \i\c{nasm.exe}, the NDISASM executable file
406 \i\c{ndisasm.exe}, and possibly additional utilities to handle the
407 RDOFF file format.
409 The only file NASM needs to run is its own executable, so copy
410 \c{nasm.exe} to a directory on your PATH, or alternatively edit
411 \i\c{autoexec.bat} to add the \c{nasm} directory to your
412 \i\c{PATH} (to do that under Windows XP, go to Start > Control Panel >
413 System > Advanced > Environment Variables; these instructions may work
414 under other versions of Windows as well.)
416 That's it - NASM is installed. You don't need the nasm directory
417 to be present to run NASM (unless you've added it to your \c{PATH}),
418 so you can delete it if you need to save space; however, you may
419 want to keep the documentation or test programs.
421 If you've downloaded the \i{DOS source archive}, \i\c{nasm-XXX.zip},
422 the \c{nasm} directory will also contain the full NASM \i{source
423 code}, and a selection of \i{Makefiles} you can (hopefully) use to
424 rebuild your copy of NASM from scratch.  See the file \c{INSTALL} in
425 the source archive.
427 Note that a number of files are generated from other files by Perl
428 scripts.  Although the NASM source distribution includes these
429 generated files, you will need to rebuild them (and hence, will need a
430 Perl interpreter) if you change insns.dat, standard.mac or the
431 documentation. It is possible future source distributions may not
432 include these files at all. Ports of \i{Perl} for a variety of
433 platforms, including DOS and Windows, are available from
434 \W{http://www.cpan.org/ports/}\i{www.cpan.org}.
437 \S{instdos} Installing NASM under \i{Unix}
439 Once you've obtained the \i{Unix source archive} for NASM,
440 \i\c{nasm-XXX.tar.gz} (where \c{XXX} denotes the version number of
441 NASM contained in the archive), unpack it into a directory such
442 as \c{/usr/local/src}. The archive, when unpacked, will create its
443 own subdirectory \c{nasm-XXX}.
445 NASM is an \I{Autoconf}\I\c{configure}auto-configuring package: once
446 you've unpacked it, \c{cd} to the directory it's been unpacked into
447 and type \c{./configure}. This shell script will find the best C
448 compiler to use for building NASM and set up \i{Makefiles}
449 accordingly.
451 Once NASM has auto-configured, you can type \i\c{make} to build the
452 \c{nasm} and \c{ndisasm} binaries, and then \c{make install} to
453 install them in \c{/usr/local/bin} and install the \i{man pages}
454 \i\c{nasm.1} and \i\c{ndisasm.1} in \c{/usr/local/man/man1}.
455 Alternatively, you can give options such as \c{--prefix} to the
456 configure script (see the file \i\c{INSTALL} for more details), or
457 install the programs yourself.
459 NASM also comes with a set of utilities for handling the \c{RDOFF}
460 custom object-file format, which are in the \i\c{rdoff} subdirectory
461 of the NASM archive. You can build these with \c{make rdf} and
462 install them with \c{make rdf_install}, if you want them.
465 \C{running} Running NASM
467 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
469 To assemble a file, you issue a command of the form
471 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
473 For example,
475 \c nasm -f elf myfile.asm
477 will assemble \c{myfile.asm} into an \c{ELF} object file \c{myfile.o}. And
479 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
481 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
483 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
484 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
485 to give a listing file name, for example:
487 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
489 To get further usage instructions from NASM, try typing
491 \c nasm -h
493 As \c{-hf}, this will also list the available output file formats, and what they
494 are.
496 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out}
497 or \c{ELF}, type
499 \c file nasm
501 (in the directory in which you put the NASM binary when you
502 installed it). If it says something like
504 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
506 then your system is \c{ELF}, and you should use the option \c{-f elf}
507 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
509 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
511 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
512 \c{-f aout} instead (Linux \c{a.out} systems have long been obsolete,
513 and are rare these days.)
515 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
516 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
517 messages.
520 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
522 NASM will normally choose the name of your output file for you;
523 precisely how it does this is dependent on the object file format.
524 For Microsoft object file formats (\c{obj}, \c{win32} and \c{win64}),
525 it will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
526 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
527 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\c{aout}, \c{as86},
528 \c{coff}, \c{elf32}, \c{elf64}, \c{elfx32}, \c{ieee}, \c{macho32} and
529 \c{macho64}) it will substitute \c{.o}. For \c{dbg}, \c{rdf}, \c{ith}
530 and \c{srec}, it will use \c{.dbg}, \c{.rdf}, \c{.ith} and \c{.srec},
531 respectively, and for the \c{bin} format it will simply remove the
532 extension, so that \c{myfile.asm} produces the output file \c{myfile}.
534 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
535 has the same name as the input file, in which case it will give a
536 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
538 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
539 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
540 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
541 with the name you wish for the output file, either with or without
542 an intervening space. For example:
544 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
545 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
547 Note that this is a small o, and is different from a capital O , which
548 is used to specify the number of optimisation passes required. See \k{opt-O}.
551 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
553 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
554 output file format for you itself. In the distribution versions of
555 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
556 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
557 choose what you want the default to be.
559 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
560 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
562 A complete list of the available output file formats can be given by
563 issuing the command \i\c{nasm -hf}.
566 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
568 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
569 optional space) by a file name, NASM will generate a
570 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
571 code are listed on the left, and the actual source code, with
572 expansions of multi-line macros (except those which specifically
573 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
574 right. For example:
576 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
578 If a list file is selected, you may turn off listing for a
579 section of your source with \c{[list -]}, and turn it back on
580 with \c{[list +]}, (the default, obviously). There is no "user
581 form" (without the brackets). This can be used to list only
582 sections of interest, avoiding excessively long listings.
585 \S{opt-M} The \i\c{-M} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
587 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
588 This can be redirected to a file for further processing. For example:
590 \c nasm -M myfile.asm > myfile.dep
593 \S{opt-MG} The \i\c{-MG} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
595 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
596 This differs from the \c{-M} option in that if a nonexisting file is
597 encountered, it is assumed to be a generated file and is added to the
598 dependency list without a prefix.
601 \S{opt-MF} The \i\c\{-MF} Option: Set Makefile Dependency File
603 This option can be used with the \c{-M} or \c{-MG} options to send the
604 output to a file, rather than to stdout.  For example:
606 \c nasm -M -MF myfile.dep myfile.asm
609 \S{opt-MD} The \i\c{-MD} Option: Assemble and Generate Dependencies
611 The \c{-MD} option acts as the combination of the \c{-M} and \c{-MF}
612 options (i.e. a filename has to be specified.)  However, unlike the
613 \c{-M} or \c{-MG} options, \c{-MD} does \e{not} inhibit the normal
614 operation of the assembler.  Use this to automatically generate
615 updated dependencies with every assembly session.  For example:
617 \c nasm -f elf -o myfile.o -MD myfile.dep myfile.asm
620 \S{opt-MT} The \i\c{-MT} Option: Dependency Target Name
622 The \c{-MT} option can be used to override the default name of the
623 dependency target.  This is normally the same as the output filename,
624 specified by the \c{-o} option.
627 \S{opt-MQ} The \i\c{-MQ} Option: Dependency Target Name (Quoted)
629 The \c{-MQ} option acts as the \c{-MT} option, except it tries to
630 quote characters that have special meaning in Makefile syntax.  This
631 is not foolproof, as not all characters with special meaning are
632 quotable in Make.  The default output (if no \c{-MT} or \c{-MQ} option
633 is specified) is automatically quoted.
636 \S{opt-MP} The \i\c{-MP} Option: Emit phony targets
638 When used with any of the dependency generation options, the \c{-MP}
639 option causes NASM to emit a phony target without dependencies for
640 each header file.  This prevents Make from complaining if a header
641 file has been removed.
644 \S{opt-F} The \i\c{-F} Option: Selecting a \i{Debug Information Format}
646 This option is used to select the format of the debug information
647 emitted into the output file, to be used by a debugger (or \e{will}
648 be). Prior to version 2.03.01, the use of this switch did \e{not} enable
649 output of the selected debug info format.  Use \c{-g}, see \k{opt-g},
650 to enable output.  Versions 2.03.01 and later automatically enable \c{-g}
651 if \c{-F} is specified.
653 A complete list of the available debug file formats for an output
654 format can be seen by issuing the command \c{nasm -f <format> -y}.  Not
655 all output formats currently support debugging output.  See \k{opt-y}.
657 This should not be confused with the \c{-f dbg} output format option which
658 is not built into NASM by default. For information on how
659 to enable it when building from the sources, see \k{dbgfmt}.
662 \S{opt-g} The \i\c{-g} Option: Enabling \i{Debug Information}.
664 This option can be used to generate debugging information in the specified
665 format. See \k{opt-F}. Using \c{-g} without \c{-F} results in emitting
666 debug info in the default format, if any, for the selected output format.
667 If no debug information is currently implemented in the selected output
668 format, \c{-g} is \e{silently ignored}.
671 \S{opt-X} The \i\c{-X} Option: Selecting an \i{Error Reporting Format}
673 This option can be used to select an error reporting format for any
674 error messages that might be produced by NASM.
676 Currently, two error reporting formats may be selected.  They are
677 the \c{-Xvc} option and the \c{-Xgnu} option.  The GNU format is
678 the default and looks like this:
680 \c filename.asm:65: error: specific error message
682 where \c{filename.asm} is the name of the source file in which the
683 error was detected, \c{65} is the source file line number on which
684 the error was detected, \c{error} is the severity of the error (this
685 could be \c{warning}), and \c{specific error message} is a more
686 detailed text message which should help pinpoint the exact problem.
688 The other format, specified by \c{-Xvc} is the style used by Microsoft
689 Visual C++ and some other programs.  It looks like this:
691 \c filename.asm(65) : error: specific error message
693 where the only difference is that the line number is in parentheses
694 instead of being delimited by colons.
696 See also the \c{Visual C++} output format, \k{win32fmt}.
698 \S{opt-Z} The \i\c{-Z} Option: Send Errors to a File
700 Under \I{DOS}\c{MS-DOS} it can be difficult (though there are ways) to
701 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
702 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
703 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
704 example) you want to load them into an editor.
706 NASM therefore provides the \c{-Z} option, taking a filename argument
707 which causes errors to be sent to the specified files rather than
708 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
709 the errors into a file by typing
711 \c nasm -Z myfile.err -f obj myfile.asm
713 In earlier versions of NASM, this option was called \c{-E}, but it was
714 changed since \c{-E} is an option conventionally used for
715 preprocessing only, with disastrous results.  See \k{opt-E}.
717 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
719 The \c{-s} option redirects \i{error messages} to \c{stdout} rather
720 than \c{stderr}, so it can be redirected under \I{DOS}\c{MS-DOS}. To
721 assemble the file \c{myfile.asm} and pipe its output to the \c{more}
722 program, you can type:
724 \c nasm -s -f obj myfile.asm | more
726 See also the \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
729 \S{opt-i} The \i\c{-i}\I\c{-I} Option: Include File Search Directories
731 When NASM sees the \i\c{%include} or \i\c{%pathsearch} directive in a
732 source file (see \k{include}, \k{pathsearch} or \k{incbin}), it will
733 search for the given file not only in the current directory, but also
734 in any directories specified on the command line by the use of the
735 \c{-i} option. Therefore you can include files from a \i{macro
736 library}, for example, by typing
738 \c nasm -ic:\macrolib\ -f obj myfile.asm
740 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
741 optional).
743 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
744 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
745 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
746 prepended exactly as written to the name of the include file.
747 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
748 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
750 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
751 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
752 to search for the file \c{foobar.i}...)
754 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
755 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
756 more \c{-i} directives in the \c{NASMENV} environment variable (see
757 \k{nasmenv}).
759 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
760 be specified as \c{-I}.
763 \S{opt-p} The \i\c{-p}\I\c{-P} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
765 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
766 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
767 option. So running
769 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
771 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
772 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
774 For consistency with the \c{-I}, \c{-D} and \c{-U} options, this
775 option can also be specified as \c{-P}.
778 \S{opt-d} The \i\c{-d}\I\c{-D} Option: \I{pre-defining macros}Pre-Define a Macro
780 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
781 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
782 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
783 could code
785 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
787 as an alternative to placing the directive
789 \c %define FOO 100
791 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
792 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
793 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
794 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
795 \c{-dDEBUG}.
797 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
798 be specified as \c{-D}.
801 \S{opt-u} The \i\c{-u}\I\c{-U} Option: \I{Undefining macros}Undefine a Macro
803 \I\c{%undef}The \c{-u} option undefines a macro that would otherwise
804 have been pre-defined, either automatically or by a \c{-p} or \c{-d}
805 option specified earlier on the command lines.
807 For example, the following command line:
809 \c nasm myfile.asm -dFOO=100 -uFOO
811 would result in \c{FOO} \e{not} being a predefined macro in the
812 program. This is useful to override options specified at a different
813 point in a Makefile.
815 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
816 be specified as \c{-U}.
819 \S{opt-E} The \i\c{-E}\I{-e} Option: Preprocess Only
821 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
822 point. Using the \c{-E} option (which requires no arguments) will
823 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
824 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
825 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
826 if the \c{-o} option is also used).
828 This option cannot be applied to programs which require the
829 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
830 which depend on the values of symbols: so code such as
832 \c %assign tablesize ($-tablestart)
834 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
836 For compatiblity with older version of NASM, this option can also be
837 written \c{-e}.  \c{-E} in older versions of NASM was the equivalent
838 of the current \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
840 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
842 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
843 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
844 completely and assume the compiler has already done it, to save time
845 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
846 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
847 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
850 \S{opt-O} The \i\c{-O} Option: Specifying \i{Multipass Optimization}
852 Using the \c{-O} option, you can tell NASM to carry out different
853 levels of optimization.  The syntax is:
855 \b \c{-O0}: No optimization. All operands take their long forms,
856         if a short form is not specified, except conditional jumps.
857         This is intended to match NASM 0.98 behavior.
859 \b \c{-O1}: Minimal optimization. As above, but immediate operands
860         which will fit in a signed byte are optimized,
861         unless the long form is specified.  Conditional jumps default
862         to the long form unless otherwise specified.
864 \b \c{-Ox} (where \c{x} is the actual letter \c{x}): Multipass optimization.
865         Minimize branch offsets and signed immediate bytes,
866         overriding size specification unless the \c{strict} keyword
867         has been used (see \k{strict}).  For compatibility with earlier
868         releases, the letter \c{x} may also be any number greater than
869         one. This number has no effect on the actual number of passes.
871 The \c{-Ox} mode is recommended for most uses, and is the default
872 since NASM 2.09.
874 Note that this is a capital \c{O}, and is different from a small \c{o}, which
875 is used to specify the output file name. See \k{opt-o}.
878 \S{opt-t} The \i\c{-t} Option: Enable TASM Compatibility Mode
880 NASM includes a limited form of compatibility with Borland's \i\c{TASM}.
881 When NASM's \c{-t} option is used, the following changes are made:
883 \b local labels may be prefixed with \c{@@} instead of \c{.}
885 \b size override is supported within brackets. In TASM compatible mode,
886 a size override inside square brackets changes the size of the operand,
887 and not the address type of the operand as it does in NASM syntax. E.g.
888 \c{mov eax,[DWORD val]} is valid syntax in TASM compatibility mode.
889 Note that you lose the ability to override the default address type for
890 the instruction.
892 \b unprefixed forms of some directives supported (\c{arg}, \c{elif},
893 \c{else}, \c{endif}, \c{if}, \c{ifdef}, \c{ifdifi}, \c{ifndef},
894 \c{include}, \c{local})
896 \S{opt-w} The \i\c{-w} and \i\c{-W} Options: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
898 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
899 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
900 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
901 conditions are reported like errors, but come up with the word
902 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
903 generating an output file and returning a success status to the
904 operating system.
906 Some conditions are even less severe than that: they are only
907 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
908 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
909 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
910 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
911 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
912 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
914 The \i{suppressible warning} classes are:
916 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
917 being invoked with the wrong number of parameters. This warning
918 class is enabled by default; see \k{mlmacover} for an example of why
919 you might want to disable it.
921 \b \i\c{macro-selfref} warns if a macro references itself. This
922 warning class is disabled by default.
924 \b\i\c{macro-defaults} warns when a macro has more default
925 parameters than optional parameters. This warning class
926 is enabled by default; see \k{mlmacdef} for why you might want to disable it.
928 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
929 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
930 NASM warns about this somewhat obscure condition by default;
931 see \k{syntax} for more information.
933 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
934 don't fit in 64 bits. This warning class is enabled by default.
936 \b \i\c{gnu-elf-extensions} warns if 8-bit or 16-bit relocations
937 are used in \c{-f elf} format. The GNU extensions allow this.
938 This warning class is disabled by default.
940 \b \i\c{float-overflow} warns about floating point overflow.
941 Enabled by default.
943 \b \i\c{float-denorm} warns about floating point denormals.
944 Disabled by default.
946 \b \i\c{float-underflow} warns about floating point underflow.
947 Disabled by default.
949 \b \i\c{float-toolong} warns about too many digits in floating-point numbers.
950 Enabled by default.
952 \b \i\c{user} controls \c{%warning} directives (see \k{pperror}).
953 Enabled by default.
955 \b \i\c{lock} warns about \c{LOCK} prefixes on unlockable instructions.
956 Enabled by default.
958 \b \i\c{hle} warns about invalid use of the HLE \c{XACQUIRE} or \c{XRELEASE}
959 prefixes.
960 Enabled by default.
962 \b \i\c{bnd} warns about ineffective use of the \c{BND} prefix when a relaxed
963 form of jmp instruction becomes jmp short form.
964 Enabled by default.
966 \b \i\c{error} causes warnings to be treated as errors.  Disabled by
967 default.
969 \b \i\c{all} is an alias for \e{all} suppressible warning classes (not
970 including \c{error}).  Thus, \c{-w+all} enables all available warnings.
972 In addition, you can set warning classes across sections.
973 Warning classes may be enabled with \i\c{[warning +warning-name]},
974 disabled with \i\c{[warning -warning-name]} or reset to their
975 original value with \i\c{[warning *warning-name]}. No "user form"
976 (without the brackets) exists.
978 Since version 2.00, NASM has also supported the gcc-like syntax
979 \c{-Wwarning} and \c{-Wno-warning} instead of \c{-w+warning} and
980 \c{-w-warning}, respectively.
983 \S{opt-v} The \i\c{-v} Option: Display \i{Version} Info
985 Typing \c{NASM -v} will display the version of NASM which you are using,
986 and the date on which it was compiled.
988 You will need the version number if you report a bug.
990 For command-line compatibility with Yasm, the form \i\c{--v} is also
991 accepted for this option starting in NASM version 2.11.05.
993 \S{opt-y} The \i\c{-y} Option: Display Available Debug Info Formats
995 Typing \c{nasm -f <option> -y} will display a list of the available
996 debug info formats for the given output format. The default format
997 is indicated by an asterisk. For example:
999 \c nasm -f elf -y
1001 \c valid debug formats for 'elf32' output format are
1002 \c   ('*' denotes default):
1003 \c   * stabs     ELF32 (i386) stabs debug format for Linux
1004 \c     dwarf     elf32 (i386) dwarf debug format for Linux
1007 \S{opt-pfix} The \i\c{--prefix} and \i\c{--postfix} Options.
1009 The \c{--prefix} and \c{--postfix} options prepend or append
1010 (respectively) the given argument to all \c{global} or
1011 \c{extern} variables. E.g. \c{--prefix _} will prepend the
1012 underscore to all global and external variables, as C requires it in
1013 some, but not all, system calling conventions.
1016 \S{nasmenv} The \i\c{NASMENV} \i{Environment} Variable
1018 If you define an environment variable called \c{NASMENV}, the program
1019 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
1020 processed before the real command line. You can use this to define
1021 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
1022 options in the \c{NASMENV} variable.
1024 The value of the variable is split up at white space, so that the
1025 value \c{-s -ic:\\nasmlib\\} will be treated as two separate options.
1026 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
1027 what you might want, because it will be split at the space and the
1028 NASM command-line processing will get confused by the two
1029 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
1031 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
1032 \c{NASMENV} environment variable with some character that isn't a minus
1033 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
1034 character} for options. So setting the \c{NASMENV} variable to the
1035 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib\\} is equivalent to setting it to \c{-s
1036 -ic:\\nasmlib\\}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
1038 This environment variable was previously called \c{NASM}. This was
1039 changed with version 0.98.31.
1042 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
1044 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
1045 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
1046 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
1047 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
1048 skipping this section.
1051 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
1053 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
1054 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
1055 If you're assembling to \c{DOS} or \c{OS/2} \c{.OBJ} files, you can
1056 invoke the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to
1057 ensure that all symbols exported to other code modules are forced
1058 to be upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM
1059 will distinguish between labels differing only in case.
1062 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
1064 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
1065 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
1066 practical, for the user to look at a single line of NASM code
1067 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
1068 if you declare, for example,
1070 \c foo     equ     1
1071 \c bar     dw      2
1073 then the two lines of code
1075 \c         mov     ax,foo
1076 \c         mov     ax,bar
1078 generate completely different opcodes, despite having
1079 identical-looking syntaxes.
1081 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
1082 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
1083 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
1084 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
1085 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
1086 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
1087 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
1088 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
1090 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
1091 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
1092 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
1093 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
1094 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
1095 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
1097 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
1098 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
1099 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
1100 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
1101 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
1102 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
1103 \e{everything} is a label.
1105 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
1106 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
1107 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
1108 portion outside square brackets and another portion inside. The
1109 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
1110 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
1113 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
1115 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
1116 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
1117 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
1118 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
1119 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
1120 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
1121 \c{mov word [var],2}.
1123 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
1124 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
1125 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
1126 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
1127 the strings being manipulated.
1130 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
1132 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
1133 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
1134 choose to put in your segment registers, and will never
1135 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
1138 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
1140 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
1141 memory models. The programmer has to keep track of which functions
1142 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
1143 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
1144 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
1145 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
1146 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
1147 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
1148 track of which external variable definitions are far and which are
1149 near.
1152 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
1154 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
1155 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
1156 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
1157 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
1159 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
1160 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
1161 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
1162 on a misunderstanding by the authors.
1165 \S{qsother} Other Differences
1167 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
1168 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
1170 NASM does not declare \i{uninitialized storage} in the same way as
1171 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
1172 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
1173 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
1174 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
1175 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
1176 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
1178 In addition to all of this, macros and directives work completely
1179 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
1180 details.
1183 \C{lang} The NASM Language
1185 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
1187 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
1188 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
1189 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
1191 \c label:    instruction operands        ; comment
1193 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
1194 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
1195 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
1196 presence and nature of the instruction field.
1198 NASM uses backslash (\\) as the line continuation character; if a line
1199 ends with backslash, the next line is considered to be a part of the
1200 backslash-ended line.
1202 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
1203 have white space before them, or instructions may have no space
1204 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
1205 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
1206 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
1207 valid source line which does nothing but define a label. Running
1208 NASM with the command-line option
1209 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
1210 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
1212 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
1213 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
1214 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
1215 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
1216 An identifier may also be prefixed with a \I{$, prefix}\c{$} to
1217 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
1218 reserved word; thus, if some other module you are linking with
1219 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
1220 code to distinguish the symbol from the register. Maximum length of
1221 an identifier is 4095 characters.
1223 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
1224 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
1225 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
1226 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ}, \c{REPNE}/\c{REPNZ},
1227 \c{XACQUIRE}/\c{XRELEASE} or \c{BND}/\c{NOBND}, in the usual way. Explicit
1228 \I{address-size prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \i\c{A16},
1229 \i\c{A32}, \i\c{A64}, \i\c{O16} and \i\c{O32}, \i\c{O64} are provided - one example of their use
1230 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
1231 override}segment register as an instruction prefix: coding
1232 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
1233 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
1234 syntactic features of the language, but for instructions such as
1235 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
1236 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
1237 \c{es lodsb}.
1239 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
1240 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
1241 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
1243 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
1244 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
1246 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
1247 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
1248 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
1249 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
1250 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
1251 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
1253 For x87 \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
1254 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
1255 can use NASM's native single-operand forms in most cases.
1256 \# Details of
1257 \# all forms of each supported instruction are given in
1258 \# \k{iref}.
1259 For example, you can code:
1261 \c         fadd    st1             ; this sets st0 := st0 + st1
1262 \c         fadd    st0,st1         ; so does this
1264 \c         fadd    st1,st0         ; this sets st1 := st1 + st0
1265 \c         fadd    to st1          ; so does this
1267 Almost any x87 floating-point instruction that references memory must
1268 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
1269 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
1272 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
1274 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
1275 instructions, are used in the instruction field anyway because that's
1276 the most convenient place to put them. The current pseudo-instructions
1277 are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO},
1278 \i\c{DY} and \i\c\{DZ}; their \i{uninitialized} counterparts
1279 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST},
1280 \i\c{RESO}, \i\c{RESY} and \i\c\{RESZ}; the \i\c{INCBIN} command, the
1281 \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES} prefix.
1284 \S{db} \c{DB} and Friends: Declaring Initialized Data
1286 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO}, \i\c{DY}
1287 and \i\c{DZ} are used, much as in MASM, to declare initialized data in
1288 the output file. They can be invoked in a wide range of ways:
1289 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
1291 \c       db    0x55                ; just the byte 0x55
1292 \c       db    0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
1293 \c       db    'a',0x55            ; character constants are OK
1294 \c       db    'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
1295 \c       dw    0x1234              ; 0x34 0x12
1296 \c       dw    'a'                 ; 0x61 0x00 (it's just a number)
1297 \c       dw    'ab'                ; 0x61 0x62 (character constant)
1298 \c       dw    'abc'               ; 0x61 0x62 0x63 0x00 (string)
1299 \c       dd    0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
1300 \c       dd    1.234567e20         ; floating-point constant
1301 \c       dq    0x123456789abcdef0  ; eight byte constant
1302 \c       dq    1.234567e20         ; double-precision float
1303 \c       dt    1.234567e20         ; extended-precision float
1305 \c{DT}, \c{DO}, \c{DY} and \c{DZ} do not accept \i{numeric constants}
1306 as operands.
1309 \S{resb} \c{RESB} and Friends: Declaring \i{Uninitialized} Data
1311 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST},
1312 \i\c{RESO}, \i\c{RESY} and \i\c\{RESZ} are designed to be used in the
1313 BSS section of a module: they declare \e{uninitialized} storage
1314 space. Each takes a single operand, which is the number of bytes,
1315 words, doublewords or whatever to reserve.  As stated in \k{qsother},
1316 NASM does not support the MASM/TASM syntax of reserving uninitialized
1317 space by writing \I\c{?}\c{DW ?} or similar things: this is what it
1318 does instead. The operand to a \c{RESB}-type pseudo-instruction is a
1319 \i\e{critical expression}: see \k{crit}.
1321 For example:
1323 \c buffer:         resb    64              ; reserve 64 bytes
1324 \c wordvar:        resw    1               ; reserve a word
1325 \c realarray       resq    10              ; array of ten reals
1326 \c ymmval:         resy    1               ; one YMM register
1327 \c zmmvals:        resz    32              ; 32 ZMM registers 
1329 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
1331 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
1332 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
1333 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
1334 directly into a game executable file. It can be called in one of
1335 these three ways:
1337 \c     incbin  "file.dat"             ; include the whole file
1338 \c     incbin  "file.dat",1024        ; skip the first 1024 bytes
1339 \c     incbin  "file.dat",1024,512    ; skip the first 1024, and
1340 \c                                    ; actually include at most 512
1342 \c{INCBIN} is both a directive and a standard macro; the standard
1343 macro version searches for the file in the include file search path
1344 and adds the file to the dependency lists.  This macro can be
1345 overridden if desired.
1348 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
1350 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
1351 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
1352 to define the given label name to the value of its (only) operand.
1353 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
1354 example,
1356 \c message         db      'hello, world'
1357 \c msglen          equ     $-message
1359 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
1360 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
1361 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
1362 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
1363 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
1364 and using the value of \c{$} at the point of reference.
1367 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
1369 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
1370 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
1371 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
1372 code
1374 \c zerobuf:        times 64 db 0
1376 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
1377 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
1378 \e{expression}, so you can do things like
1380 \c buffer: db      'hello, world'
1381 \c         times 64-$+buffer db ' '
1383 which will store exactly enough spaces to make the total length of
1384 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
1385 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
1387 \c         times 100 movsb
1389 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
1390 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
1391 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
1393 The operand to \c{TIMES} is a critical expression (\k{crit}).
1395 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
1396 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
1397 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
1398 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
1399 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
1402 \H{effaddr} Effective Addresses
1404 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
1405 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
1406 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
1407 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
1408 example:
1410 \c wordvar dw      123
1411 \c         mov     ax,[wordvar]
1412 \c         mov     ax,[wordvar+1]
1413 \c         mov     ax,[es:wordvar+bx]
1415 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
1416 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
1418 More complicated effective addresses, such as those involving more
1419 than one register, work in exactly the same way:
1421 \c         mov     eax,[ebx*2+ecx+offset]
1422 \c         mov     ax,[bp+di+8]
1424 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
1425 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
1426 all right:
1428 \c     mov     eax,[ebx*5]             ; assembles as [ebx*4+ebx]
1429 \c     mov     eax,[label1*2-label2]   ; ie [label1+(label1-label2)]
1431 Some forms of effective address have more than one assembled form;
1432 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
1433 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
1434 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
1435 generate the latter on the grounds that the former requires four
1436 bytes to store a zero offset.
1438 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
1439 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
1440 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
1441 default segment registers.
1443 However, you can force NASM to generate an effective address in a
1444 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
1445 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
1446 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
1447 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
1448 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
1449 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
1450 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
1451 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
1452 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
1453 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
1455 The form described in the previous paragraph is also useful if you
1456 are trying to access data in a 32-bit segment from within 16 bit code.
1457 For more information on this see the section on mixed-size addressing
1458 (\k{mixaddr}). In particular, if you need to access data with a known
1459 offset that is larger than will fit in a 16-bit value, if you don't
1460 specify that it is a dword offset, nasm will cause the high word of
1461 the offset to be lost.
1463 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
1464 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
1465 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
1466 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
1467 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
1468 \c{[eax*2+0]} to be generated literally. \c{[nosplit eax*1]} also has the
1469 same effect. In another way, a split EA form \c{[0, eax*2]} can be used, too.
1470 However, \c{NOSPLIT} in \c{[nosplit eax+eax]} will be ignored because user's
1471 intention here is considered as \c{[eax+eax]}.
1473 In 64-bit mode, NASM will by default generate absolute addresses.  The
1474 \i\c{REL} keyword makes it produce \c{RIP}-relative addresses. Since
1475 this is frequently the normally desired behaviour, see the \c{DEFAULT}
1476 directive (\k{default}). The keyword \i\c{ABS} overrides \i\c{REL}.
1478 A new form of split effective addres syntax is also supported. This is
1479 mainly intended for mib operands as used by MPX instructions, but can
1480 be used for any memory reference. The basic concept of this form is
1481 splitting base and index.
1483 \c      mov eax,[ebx+8,ecx*4]   ; ebx=base, ecx=index, 4=scale, 8=disp
1485 For mib operands, there are several ways of writing effective address depending
1486 on the tools. NASM supports all currently possible ways of mib syntax:
1488 \c      ; bndstx
1489 \c      ; next 5 lines are parsed same
1490 \c      ; base=rax, index=rbx, scale=1, displacement=3
1491 \c      bndstx [rax+0x3,rbx], bnd0      ; NASM - split EA
1492 \c      bndstx [rbx*1+rax+0x3], bnd0    ; GAS - '*1' indecates an index reg
1493 \c      bndstx [rax+rbx+3], bnd0        ; GAS - without hints
1494 \c      bndstx [rax+0x3], bnd0, rbx     ; ICC-1
1495 \c      bndstx [rax+0x3], rbx, bnd0     ; ICC-2
1497 When broadcasting decorator is used, the opsize keyword should match
1498 the size of each element.
1500 \c      VDIVPS zmm4, zmm5, dword [rbx]{1to16}   ; single-precision float
1501 \c      VDIVPS zmm4, zmm5, zword [rbx]          ; packed 512 bit memory
1504 \H{const} \i{Constants}
1506 NASM understands four different types of constant: numeric,
1507 character, string and floating-point.
1510 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
1512 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
1513 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
1514 suffix \c{H} or \c{X}, \c{D} or \c{T}, \c{Q} or \c{O}, and \c{B} or
1515 \c{Y} for \i{hexadecimal}, \i{decimal}, \i{octal} and \i{binary}
1516 respectively, or you can prefix \c{0x}, for hexadecimal in the style
1517 of C, or you can prefix \c{$} for hexadecimal in the style of Borland
1518 Pascal or Motorola Assemblers. Note, though, that the \I{$,
1519 prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on identifiers (see
1520 \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$} sign must have a
1521 digit after the \c{$} rather than a letter.  In addition, current
1522 versions of NASM accept the prefix \c{0h} for hexadecimal, \c{0d} or
1523 \c{0t} for decimal, \c{0o} or \c{0q} for octal, and \c{0b} or \c{0y}
1524 for binary.  Please note that unlike C, a \c{0} prefix by itself does
1525 \e{not} imply an octal constant!
1527 Numeric constants can have underscores (\c{_}) interspersed to break
1528 up long strings.
1530 Some examples (all producing exactly the same code):
1532 \c         mov     ax,200          ; decimal
1533 \c         mov     ax,0200         ; still decimal
1534 \c         mov     ax,0200d        ; explicitly decimal
1535 \c         mov     ax,0d200        ; also decimal
1536 \c         mov     ax,0c8h         ; hex
1537 \c         mov     ax,$0c8         ; hex again: the 0 is required
1538 \c         mov     ax,0xc8         ; hex yet again
1539 \c         mov     ax,0hc8         ; still hex
1540 \c         mov     ax,310q         ; octal
1541 \c         mov     ax,310o         ; octal again
1542 \c         mov     ax,0o310        ; octal yet again
1543 \c         mov     ax,0q310        ; octal yet again
1544 \c         mov     ax,11001000b    ; binary
1545 \c         mov     ax,1100_1000b   ; same binary constant
1546 \c         mov     ax,1100_1000y   ; same binary constant once more
1547 \c         mov     ax,0b1100_1000  ; same binary constant yet again
1548 \c         mov     ax,0y1100_1000  ; same binary constant yet again
1550 \S{strings} \I{Strings}\i{Character Strings}
1552 A character string consists of up to eight characters enclosed in
1553 either single quotes (\c{'...'}), double quotes (\c{"..."}) or
1554 backquotes (\c{`...`}).  Single or double quotes are equivalent to
1555 NASM (except of course that surrounding the constant with single
1556 quotes allows double quotes to appear within it and vice versa); the
1557 contents of those are represented verbatim.  Strings enclosed in
1558 backquotes support C-style \c{\\}-escapes for special characters.
1561 The following \i{escape sequences} are recognized by backquoted strings:
1563 \c       \'          single quote (')
1564 \c       \"          double quote (")
1565 \c       \`          backquote (`)
1566 \c       \\\          backslash (\)
1567 \c       \?          question mark (?)
1568 \c       \a          BEL (ASCII 7)
1569 \c       \b          BS  (ASCII 8)
1570 \c       \t          TAB (ASCII 9)
1571 \c       \n          LF  (ASCII 10)
1572 \c       \v          VT  (ASCII 11)
1573 \c       \f          FF  (ASCII 12)
1574 \c       \r          CR  (ASCII 13)
1575 \c       \e          ESC (ASCII 27)
1576 \c       \377        Up to 3 octal digits - literal byte
1577 \c       \xFF        Up to 2 hexadecimal digits - literal byte
1578 \c       \u1234      4 hexadecimal digits - Unicode character
1579 \c       \U12345678  8 hexadecimal digits - Unicode character
1581 All other escape sequences are reserved.  Note that \c{\\0}, meaning a
1582 \c{NUL} character (ASCII 0), is a special case of the octal escape
1583 sequence.
1585 \i{Unicode} characters specified with \c{\\u} or \c{\\U} are converted to
1586 \i{UTF-8}.  For example, the following lines are all equivalent:
1588 \c       db `\u263a`            ; UTF-8 smiley face
1589 \c       db `\xe2\x98\xba`      ; UTF-8 smiley face
1590 \c       db 0E2h, 098h, 0BAh    ; UTF-8 smiley face
1593 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1595 A character constant consists of a string up to eight bytes long, used
1596 in an expression context.  It is treated as if it was an integer.
1598 A character constant with more than one byte will be arranged
1599 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1601 \c           mov eax,'abcd'
1603 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1604 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1605 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1606 the sense of character constants understood by the Pentium's
1607 \i\c{CPUID} instruction.
1610 \S{strconst} \i{String Constants}
1612 String constants are character strings used in the context of some
1613 pseudo-instructions, namely the
1614 \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\I\c{DO}\I\c{DY}\i\c{DB} family and
1615 \i\c{INCBIN} (where it represents a filename.)  They are also used in
1616 certain preprocessor directives.
1618 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1619 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1620 for the conditions. So the following are equivalent:
1622 \c       db    'hello'               ; string constant
1623 \c       db    'h','e','l','l','o'   ; equivalent character constants
1625 And the following are also equivalent:
1627 \c       dd    'ninechars'           ; doubleword string constant
1628 \c       dd    'nine','char','s'     ; becomes three doublewords
1629 \c       db    'ninechars',0,0,0     ; and really looks like this
1631 Note that when used in a string-supporting context, quoted strings are
1632 treated as a string constants even if they are short enough to be a
1633 character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have the same
1634 effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly, three-character
1635 or four-character constants are treated as strings when they are
1636 operands to \c{DW}, and so forth.
1638 \S{unicode} \I{UTF-16}\I{UTF-32}\i{Unicode} Strings
1640 The special operators \i\c{__utf16__}, \i\c{__utf16le__},
1641 \i\c{__utf16be__}, \i\c{__utf32__}, \i\c{__utf32le__} and
1642 \i\c{__utf32be__} allows definition of Unicode strings.  They take a
1643 string in UTF-8 format and converts it to UTF-16 or UTF-32,
1644 respectively.  Unless the \c{be} forms are specified, the output is
1645 littleendian.
1647 For example:
1649 \c %define u(x) __utf16__(x)
1650 \c %define w(x) __utf32__(x)
1652 \c       dw u('C:\WINDOWS'), 0       ; Pathname in UTF-16
1653 \c       dd w(`A + B = \u206a`), 0   ; String in UTF-32
1655 The UTF operators can be applied either to strings passed to the
1656 \c{DB} family instructions, or to character constants in an expression
1657 context.
1659 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1661 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1662 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, and \i\c{DO}, or as
1663 arguments to the special operators \i\c{__float8__},
1664 \i\c{__float16__}, \i\c{__float32__}, \i\c{__float64__},
1665 \i\c{__float80m__}, \i\c{__float80e__}, \i\c{__float128l__}, and
1666 \i\c{__float128h__}.
1668 Floating-point constants are expressed in the traditional form:
1669 digits, then a period, then optionally more digits, then optionally an
1670 \c{E} followed by an exponent. The period is mandatory, so that NASM
1671 can distinguish between \c{dd 1}, which declares an integer constant,
1672 and \c{dd 1.0} which declares a floating-point constant.
1674 NASM also support C99-style hexadecimal floating-point: \c{0x},
1675 hexadecimal digits, period, optionally more hexadeximal digits, then
1676 optionally a \c{P} followed by a \e{binary} (not hexadecimal) exponent
1677 in decimal notation.  As an extension, NASM additionally supports the
1678 \c{0h} and \c{$} prefixes for hexadecimal, as well binary and octal
1679 floating-point, using the \c{0b} or \c{0y} and \c{0o} or \c{0q}
1680 prefixes, respectively.
1682 Underscores to break up groups of digits are permitted in
1683 floating-point constants as well.
1685 Some examples:
1687 \c       db    -0.2                    ; "Quarter precision"
1688 \c       dw    -0.5                    ; IEEE 754r/SSE5 half precision
1689 \c       dd    1.2                     ; an easy one
1690 \c       dd    1.222_222_222           ; underscores are permitted
1691 \c       dd    0x1p+2                  ; 1.0x2^2 = 4.0
1692 \c       dq    0x1p+32                 ; 1.0x2^32 = 4 294 967 296.0
1693 \c       dq    1.e10                   ; 10 000 000 000.0
1694 \c       dq    1.e+10                  ; synonymous with 1.e10
1695 \c       dq    1.e-10                  ; 0.000 000 000 1
1696 \c       dt    3.141592653589793238462 ; pi
1697 \c       do    1.e+4000                ; IEEE 754r quad precision
1699 The 8-bit "quarter-precision" floating-point format is
1700 sign:exponent:mantissa = 1:4:3 with an exponent bias of 7.  This
1701 appears to be the most frequently used 8-bit floating-point format,
1702 although it is not covered by any formal standard.  This is sometimes
1703 called a "\i{minifloat}."
1705 The special operators are used to produce floating-point numbers in
1706 other contexts.  They produce the binary representation of a specific
1707 floating-point number as an integer, and can use anywhere integer
1708 constants are used in an expression.  \c{__float80m__} and
1709 \c{__float80e__} produce the 64-bit mantissa and 16-bit exponent of an
1710 80-bit floating-point number, and \c{__float128l__} and
1711 \c{__float128h__} produce the lower and upper 64-bit halves of a 128-bit
1712 floating-point number, respectively.
1714 For example:
1716 \c       mov    rax,__float64__(3.141592653589793238462)
1718 ... would assign the binary representation of pi as a 64-bit floating
1719 point number into \c{RAX}.  This is exactly equivalent to:
1721 \c       mov    rax,0x400921fb54442d18
1723 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1724 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1725 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1726 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1727 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1728 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1729 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1730 of floating-point routines, which would significantly increase the
1731 size of the assembler for very little benefit.
1733 The special tokens \i\c{__Infinity__}, \i\c{__QNaN__} (or
1734 \i\c{__NaN__}) and \i\c{__SNaN__} can be used to generate
1735 \I{infinity}infinities, quiet \i{NaN}s, and signalling NaNs,
1736 respectively.  These are normally used as macros:
1738 \c %define Inf __Infinity__
1739 \c %define NaN __QNaN__
1741 \c       dq    +1.5, -Inf, NaN         ; Double-precision constants
1743 The \c{%use fp} standard macro package contains a set of convenience
1744 macros.  See \k{pkg_fp}.
1746 \S{bcdconst} \I{floating-point, packed BCD constants}Packed BCD Constants
1748 x87-style packed BCD constants can be used in the same contexts as
1749 80-bit floating-point numbers.  They are suffixed with \c{p} or
1750 prefixed with \c{0p}, and can include up to 18 decimal digits.
1752 As with other numeric constants, underscores can be used to separate
1753 digits.
1755 For example:
1757 \c       dt 12_345_678_901_245_678p
1758 \c       dt -12_345_678_901_245_678p
1759 \c       dt +0p33
1760 \c       dt 33p
1763 \H{expr} \i{Expressions}
1765 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.  Expressions
1766 are evaluated as 64-bit integers which are then adjusted to the
1767 appropriate size.
1769 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1770 calculations to involve the current assembly position: the
1771 \I{$, here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1772 position at the beginning of the line containing the expression; so
1773 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1774 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1775 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1777 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1778 increasing order of \i{precedence}.
1781 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1783 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1784 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1785 arithmetic operator supported by NASM.
1788 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1790 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1793 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1795 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1798 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1800 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1801 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1802 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1803 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1804 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1807 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1808 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1810 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1811 subtraction.
1814 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1815 \i{Multiplication} and \i{Division}
1817 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1818 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1819 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1820 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1821 \i{signed modulo} operators respectively.
1823 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1824 operation of the signed modulo operator.
1826 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1827 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1828 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1831 \S{expmul} \i{Unary Operators}
1833 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are those
1834 which only apply to one argument.  These are \I{+ opunary}\c{+}, \I{-
1835 opunary}\c{-}, \i\c{~}, \I{! opunary}\c{!}, \i\c{SEG}, and the
1836 \i{integer functions} operators.
1838 \c{-} negates its operand, \c{+} does nothing (it's provided for
1839 symmetry with \c{-}), \c{~} computes the \i{one's complement} of its
1840 operand, \c{!} is the \i{logical negation} operator.
1842 \c{SEG} provides the \i{segment address}
1843 of its operand (explained in more detail in \k{segwrt}).
1845 A set of additional operators with leading and trailing double
1846 underscores are used to implement the integer functions of the
1847 \c{ifunc} macro package, see \k{pkg_ifunc}.
1850 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1852 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1853 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1854 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1855 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1857 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1858 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1859 the symbol makes sense. So the code
1861 \c         mov     ax,seg symbol
1862 \c         mov     es,ax
1863 \c         mov     bx,symbol
1865 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1867 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1868 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1869 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1870 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1871 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1873 \c         mov     ax,weird_seg        ; weird_seg is a segment base
1874 \c         mov     es,ax
1875 \c         mov     bx,symbol wrt weird_seg
1877 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1878 pointer to the symbol \c{symbol}.
1880 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1881 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1882 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1883 could code either of
1885 \c         call    (seg procedure):procedure
1886 \c         call    weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1888 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1889 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1890 practice.)
1892 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1893 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1894 to \c{CALL} in these examples.
1896 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1897 must code
1899 \c         dw      symbol, seg symbol
1901 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1902 invent one using the macro processor.
1905 \H{strict} \i\c{STRICT}: Inhibiting Optimization
1907 When assembling with the optimizer set to level 2 or higher (see
1908 \k{opt-O}), NASM will use size specifiers (\c{BYTE}, \c{WORD},
1909 \c{DWORD}, \c{QWORD}, \c{TWORD}, \c{OWORD}, \c{YWORD} or \c{ZWORD}),
1910 but will give them the smallest possible size. The keyword \c{STRICT}
1911 can be used to inhibit optimization and force a particular operand to
1912 be emitted in the specified size. For example, with the optimizer on,
1913 and in \c{BITS 16} mode,
1915 \c         push dword 33
1917 is encoded in three bytes \c{66 6A 21}, whereas
1919 \c         push strict dword 33
1921 is encoded in six bytes, with a full dword immediate operand \c{66 68
1922 21 00 00 00}.
1924 With the optimizer off, the same code (six bytes) is generated whether
1925 the \c{STRICT} keyword was used or not.
1928 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1930 Although NASM has an optional multi-pass optimizer, there are some
1931 expressions which must be resolvable on the first pass. These are
1932 called \e{Critical Expressions}.
1934 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1935 code and data, so that the second pass, when generating all the
1936 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1937 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1938 symbol declared after the code in question. For example,
1940 \c         times (label-$) db 0
1941 \c label:  db      'Where am I?'
1943 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1944 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1945 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1946 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1947 code
1949 \c         times (label-$+1) db 0
1950 \c label:  db      'NOW where am I?'
1952 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1953 wrong!
1955 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1956 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1957 value is required to be computable in the first pass, and which must
1958 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1959 the \c{TIMES} prefix is a critical expression.
1961 \H{locallab} \i{Local Labels}
1963 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1964 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1965 label, which means that it is associated with the previous non-local
1966 label. So, for example:
1968 \c label1  ; some code
1970 \c .loop
1971 \c         ; some more code
1973 \c         jne     .loop
1974 \c         ret
1976 \c label2  ; some code
1978 \c .loop
1979 \c         ; some more code
1981 \c         jne     .loop
1982 \c         ret
1984 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1985 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1986 are kept separate by virtue of each being associated with the
1987 previous non-local label.
1989 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1990 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1991 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1992 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
1993 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
1994 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
1995 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
1996 to, you could write
1998 \c label3  ; some more code
1999 \c         ; and some more
2001 \c         jmp label1.loop
2003 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
2004 define a label which can be referenced from anywhere but which
2005 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
2006 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
2007 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
2008 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
2009 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
2010 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
2011 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
2012 to the local label mechanism. So you could code
2014 \c label1:                         ; a non-local label
2015 \c .local:                         ; this is really label1.local
2016 \c ..@foo:                         ; this is a special symbol
2017 \c label2:                         ; another non-local label
2018 \c .local:                         ; this is really label2.local
2020 \c         jmp     ..@foo          ; this will jump three lines up
2022 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
2023 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
2024 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}),
2025 \c{..imagebase} is used to find out the offset from a base address
2026 of the current image in the \c{win64} output format (see \k{win64pic}).
2027 So just keep in mind that symbols beginning with a double period are
2028 special.
2031 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
2033 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
2034 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
2035 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
2036 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
2037 sign.
2039 The preprocessor collapses all lines which end with a backslash (\\)
2040 character into a single line.  Thus:
2042 \c %define THIS_VERY_LONG_MACRO_NAME_IS_DEFINED_TO \\
2043 \c         THIS_VALUE
2045 will work like a single-line macro without the backslash-newline
2046 sequence.
2048 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
2050 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
2052 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
2053 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
2054 things like
2056 \c %define ctrl    0x1F &
2057 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
2059 \c         mov     byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
2061 which will expand to
2063 \c         mov     byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
2065 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
2066 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
2067 not at definition time. Thus the code
2069 \c %define a(x)    1+b(x)
2070 \c %define b(x)    2*x
2072 \c         mov     ax,a(8)
2074 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
2075 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
2077 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
2078 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
2079 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
2080 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
2081 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
2082 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
2083 \c{bar}.
2085 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
2086 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
2087 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
2088 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
2089 Hence, if you code
2091 \c %define a(x)    1+a(x)
2093 \c         mov     ax,a(3)
2095 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
2096 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
2097 for an example of its use.
2099 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
2100 macros: if you write
2102 \c %define foo(x)   1+x
2103 \c %define foo(x,y) 1+x*y
2105 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
2106 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
2107 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
2108 you define
2110 \c %define foo bar
2112 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
2113 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
2114 \e{with} parameters, and vice versa.
2116 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
2117 perfectly well define a macro with
2119 \c %define foo bar
2121 and then re-define it later in the same source file with
2123 \c %define foo baz
2125 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
2126 according to the most recent definition. This is particularly useful
2127 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
2129 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
2130 the NASM command line: see \k{opt-d}.
2133 \S{xdefine} Resolving \c{%define}: \I\c{%ixdefine}\i\c{%xdefine}
2135 To have a reference to an embedded single-line macro resolved at the
2136 time that the embedding macro is \e{defined}, as opposed to when the
2137 embedding macro is \e{expanded}, you need a different mechanism to the
2138 one offered by \c{%define}. The solution is to use \c{%xdefine}, or
2139 it's \I{case sensitive}case-insensitive counterpart \c{%ixdefine}.
2141 Suppose you have the following code:
2143 \c %define  isTrue  1
2144 \c %define  isFalse isTrue
2145 \c %define  isTrue  0
2147 \c val1:    db      isFalse
2149 \c %define  isTrue  1
2151 \c val2:    db      isFalse
2153 In this case, \c{val1} is equal to 0, and \c{val2} is equal to 1.
2154 This is because, when a single-line macro is defined using
2155 \c{%define}, it is expanded only when it is called. As \c{isFalse}
2156 expands to \c{isTrue}, the expansion will be the current value of
2157 \c{isTrue}. The first time it is called that is 0, and the second
2158 time it is 1.
2160 If you wanted \c{isFalse} to expand to the value assigned to the
2161 embedded macro \c{isTrue} at the time that \c{isFalse} was defined,
2162 you need to change the above code to use \c{%xdefine}.
2164 \c %xdefine isTrue  1
2165 \c %xdefine isFalse isTrue
2166 \c %xdefine isTrue  0
2168 \c val1:    db      isFalse
2170 \c %xdefine isTrue  1
2172 \c val2:    db      isFalse
2174 Now, each time that \c{isFalse} is called, it expands to 1,
2175 as that is what the embedded macro \c{isTrue} expanded to at
2176 the time that \c{isFalse} was defined.
2179 \S{indmacro} \i{Macro Indirection}: \I\c{%[}\c{%[...]}
2181 The \c{%[...]} construct can be used to expand macros in contexts
2182 where macro expansion would otherwise not occur, including in the
2183 names other macros.  For example, if you have a set of macros named
2184 \c{Foo16}, \c{Foo32} and \c{Foo64}, you could write:
2186 \c      mov ax,Foo%[__BITS__]   ; The Foo value
2188 to use the builtin macro \c{__BITS__} (see \k{bitsm}) to automatically
2189 select between them.  Similarly, the two statements:
2191 \c %xdefine Bar         Quux    ; Expands due to %xdefine
2192 \c %define  Bar         %[Quux] ; Expands due to %[...]
2194 have, in fact, exactly the same effect.
2196 \c{%[...]} concatenates to adjacent tokens in the same way that
2197 multi-line macro parameters do, see \k{concat} for details.
2200 \S{concat%+} Concatenating Single Line Macro Tokens: \i\c{%+}
2202 Individual tokens in single line macros can be concatenated, to produce
2203 longer tokens for later processing. This can be useful if there are
2204 several similar macros that perform similar functions.
2206 Please note that a space is required after \c{%+}, in order to
2207 disambiguate it from the syntax \c{%+1} used in multiline macros.
2209 As an example, consider the following:
2211 \c %define BDASTART 400h                ; Start of BIOS data area
2213 \c struc   tBIOSDA                      ; its structure
2214 \c         .COM1addr       RESW    1
2215 \c         .COM2addr       RESW    1
2216 \c         ; ..and so on
2217 \c endstruc
2219 Now, if we need to access the elements of tBIOSDA in different places,
2220 we can end up with:
2222 \c         mov     ax,BDASTART + tBIOSDA.COM1addr
2223 \c         mov     bx,BDASTART + tBIOSDA.COM2addr
2225 This will become pretty ugly (and tedious) if used in many places, and
2226 can be reduced in size significantly by using the following macro:
2228 \c ; Macro to access BIOS variables by their names (from tBDA):
2230 \c %define BDA(x)  BDASTART + tBIOSDA. %+ x
2232 Now the above code can be written as:
2234 \c         mov     ax,BDA(COM1addr)
2235 \c         mov     bx,BDA(COM2addr)
2237 Using this feature, we can simplify references to a lot of macros (and,
2238 in turn, reduce typing errors).
2241 \S{selfref%?} The Macro Name Itself: \i\c{%?} and \i\c{%??}
2243 The special symbols \c{%?} and \c{%??} can be used to reference the
2244 macro name itself inside a macro expansion, this is supported for both
2245 single-and multi-line macros.  \c{%?} refers to the macro name as
2246 \e{invoked}, whereas \c{%??} refers to the macro name as
2247 \e{declared}.  The two are always the same for case-sensitive
2248 macros, but for case-insensitive macros, they can differ.
2250 For example:
2252 \c %idefine Foo mov %?,%??
2254 \c         foo
2255 \c         FOO
2257 will expand to:
2259 \c         mov foo,Foo
2260 \c         mov FOO,Foo
2262 The sequence:
2264 \c %idefine keyword $%?
2266 can be used to make a keyword "disappear", for example in case a new
2267 instruction has been used as a label in older code.  For example:
2269 \c %idefine pause $%?                  ; Hide the PAUSE instruction
2272 \S{undef} Undefining Single-Line Macros: \i\c{%undef}
2274 Single-line macros can be removed with the \c{%undef} directive.  For
2275 example, the following sequence:
2277 \c %define foo bar
2278 \c %undef  foo
2280 \c         mov     eax, foo
2282 will expand to the instruction \c{mov eax, foo}, since after
2283 \c{%undef} the macro \c{foo} is no longer defined.
2285 Macros that would otherwise be pre-defined can be undefined on the
2286 command-line using the `-u' option on the NASM command line: see
2287 \k{opt-u}.
2290 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
2292 An alternative way to define single-line macros is by means of the
2293 \c{%assign} command (and its \I{case sensitive}case-insensitive
2294 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
2295 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
2297 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
2298 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
2299 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
2300 \c{%assign} directive is processed.
2302 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
2303 later, so you can do things like
2305 \c %assign i i+1
2307 to increment the numeric value of a macro.
2309 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
2310 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
2311 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
2313 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
2314 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
2315 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
2316 involving a register).
2319 \S{defstr} Defining Strings: \I\c{%idefstr}\i\c{%defstr}
2321 \c{%defstr}, and its case-insensitive counterpart \c{%idefstr}, define
2322 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2323 entire right-hand side, after macro expansion, to a quoted string
2324 before definition.
2326 For example:
2328 \c %defstr test TEST
2330 is equivalent to
2332 \c %define test 'TEST'
2334 This can be used, for example, with the \c{%!} construct (see
2335 \k{getenv}):
2337 \c %defstr PATH %!PATH          ; The operating system PATH variable
2340 \S{deftok} Defining Tokens: \I\c{%ideftok}\i\c{%deftok}
2342 \c{%deftok}, and its case-insensitive counterpart \c{%ideftok}, define
2343 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2344 second parameter, after string conversion, to a sequence of tokens.
2346 For example:
2348 \c %deftok test 'TEST'
2350 is equivalent to
2352 \c %define test TEST
2355 \H{strlen} \i{String Manipulation in Macros}
2357 It's often useful to be able to handle strings in macros. NASM
2358 supports a few simple string handling macro operators from which
2359 more complex operations can be constructed.
2361 All the string operators define or redefine a value (either a string
2362 or a numeric value) to a single-line macro.  When producing a string
2363 value, it may change the style of quoting of the input string or
2364 strings, and possibly use \c{\\}-escapes inside \c{`}-quoted strings.
2366 \S{strcat} \i{Concatenating Strings}: \i\c{%strcat}
2368 The \c{%strcat} operator concatenates quoted strings and assign them to
2369 a single-line macro.
2371 For example:
2373 \c %strcat alpha "Alpha: ", '12" screen'
2375 ... would assign the value \c{'Alpha: 12" screen'} to \c{alpha}.
2376 Similarly:
2378 \c %strcat beta '"foo"\', "'bar'"
2380 ... would assign the value \c{`"foo"\\\\'bar'`} to \c{beta}.
2382 The use of commas to separate strings is permitted but optional.
2385 \S{strlen} \i{String Length}: \i\c{%strlen}
2387 The \c{%strlen} operator assigns the length of a string to a macro.
2388 For example:
2390 \c %strlen charcnt 'my string'
2392 In this example, \c{charcnt} would receive the value 9, just as
2393 if an \c{%assign} had been used. In this example, \c{'my string'}
2394 was a literal string but it could also have been a single-line
2395 macro that expands to a string, as in the following example:
2397 \c %define sometext 'my string'
2398 \c %strlen charcnt sometext
2400 As in the first case, this would result in \c{charcnt} being
2401 assigned the value of 9.
2404 \S{substr} \i{Extracting Substrings}: \i\c{%substr}
2406 Individual letters or substrings in strings can be extracted using the
2407 \c{%substr} operator.  An example of its use is probably more useful
2408 than the description:
2410 \c %substr mychar 'xyzw' 1       ; equivalent to %define mychar 'x'
2411 \c %substr mychar 'xyzw' 2       ; equivalent to %define mychar 'y'
2412 \c %substr mychar 'xyzw' 3       ; equivalent to %define mychar 'z'
2413 \c %substr mychar 'xyzw' 2,2     ; equivalent to %define mychar 'yz'
2414 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-1    ; equivalent to %define mychar 'yzw'
2415 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-2    ; equivalent to %define mychar 'yz'
2417 As with \c{%strlen} (see \k{strlen}), the first parameter is the
2418 single-line macro to be created and the second is the string. The
2419 third parameter specifies the first character to be selected, and the
2420 optional fourth parameter preceeded by comma) is the length.  Note
2421 that the first index is 1, not 0 and the last index is equal to the
2422 value that \c{%strlen} would assign given the same string. Index
2423 values out of range result in an empty string.  A negative length
2424 means "until N-1 characters before the end of string", i.e. \c{-1}
2425 means until end of string, \c{-2} until one character before, etc.
2428 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
2430 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
2431 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
2432 this.
2434 \c %macro  prologue 1
2436 \c         push    ebp
2437 \c         mov     ebp,esp
2438 \c         sub     esp,%1
2440 \c %endmacro
2442 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
2443 invoke the macro with a call such as
2445 \c myfunc:   prologue 12
2447 which would expand to the three lines of code
2449 \c myfunc: push    ebp
2450 \c         mov     ebp,esp
2451 \c         sub     esp,12
2453 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
2454 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
2455 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
2456 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
2457 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
2458 \c{%3} and so on.
2460 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
2461 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
2463 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
2464 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
2465 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
2466 things like
2468 \c %macro  silly 2
2470 \c     %2: db      %1
2472 \c %endmacro
2474 \c         silly 'a', letter_a             ; letter_a:  db 'a'
2475 \c         silly 'ab', string_ab           ; string_ab: db 'ab'
2476 \c         silly {13,10}, crlf             ; crlf:      db 13,10
2479 \S{mlmacover} Overloading Multi-Line Macros\I{overloading, multi-line macros}
2481 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
2482 defining the same macro name several times with different numbers of
2483 parameters. This time, no exception is made for macros with no
2484 parameters at all. So you could define
2486 \c %macro  prologue 0
2488 \c         push    ebp
2489 \c         mov     ebp,esp
2491 \c %endmacro
2493 to define an alternative form of the function prologue which
2494 allocates no local stack space.
2496 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
2497 instruction; for example, you might want to define
2499 \c %macro  push 2
2501 \c         push    %1
2502 \c         push    %2
2504 \c %endmacro
2506 so that you could code
2508 \c         push    ebx             ; this line is not a macro call
2509 \c         push    eax,ecx         ; but this one is
2511 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
2512 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
2513 invoked with a number of parameters for which no definition has been
2514 given. The correct code will still be generated, but the assembler
2515 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
2516 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
2519 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
2521 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
2522 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
2523 calling the same macro multiple times will use a different label
2524 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
2525 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
2526 flag is set by doing this:
2528 \c %macro  retz 0
2530 \c         jnz     %%skip
2531 \c         ret
2532 \c     %%skip:
2534 \c %endmacro
2536 You can call this macro as many times as you want, and every time
2537 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
2538 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
2539 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
2540 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
2541 interfering with the local label mechanism, as described in
2542 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
2543 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
2544 they interfere with macro-local labels.
2547 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
2549 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
2550 command line into one parameter definition, possibly after
2551 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
2552 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
2553 you might want to be able to write
2555 \c         writefile [filehandle],"hello, world",13,10
2557 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
2558 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
2559 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
2560 the last defined one along with the separating commas. So if you
2561 code:
2563 \c %macro  writefile 2+
2565 \c         jmp     %%endstr
2566 \c   %%str:        db      %2
2567 \c   %%endstr:
2568 \c         mov     dx,%%str
2569 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
2570 \c         mov     bx,%1
2571 \c         mov     ah,0x40
2572 \c         int     0x21
2574 \c %endmacro
2576 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
2577 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
2578 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
2579 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
2580 \c{db}.
2582 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
2583 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
2584 \c{%macro} line.
2586 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
2587 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
2588 the actual number specified up to infinity; in this case, for
2589 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
2590 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
2591 into account when overloading macros, and will not allow you to
2592 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
2593 example).
2595 Of course, the above macro could have been implemented as a
2596 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
2597 look like
2599 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
2601 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
2602 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
2603 definition.
2605 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
2607 \S{mlmacrange} \i{Macro Parameters Range}
2609 NASM allows you to expand parameters via special construction \c{%\{x:y\}}
2610 where \c{x} is the first parameter index and \c{y} is the last. Any index can
2611 be either negative or positive but must never be zero.
2613 For example
2615 \c %macro mpar 1-*
2616 \c      db %{3:5}
2617 \c %endmacro
2619 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2621 expands to \c{3,4,5} range.
2623 Even more, the parameters can be reversed so that
2625 \c %macro mpar 1-*
2626 \c      db %{5:3}
2627 \c %endmacro
2629 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2631 expands to \c{5,4,3} range.
2633 But even this is not the last. The parameters can be addressed via negative
2634 indices so NASM will count them reversed. The ones who know Python may see
2635 the analogue here.
2637 \c %macro mpar 1-*
2638 \c      db %{-1:-3}
2639 \c %endmacro
2641 \c mpar 1,2,3,4,5,6
2643 expands to \c{6,5,4} range.
2645 Note that NASM uses \i{comma} to separate parameters being expanded.
2647 By the way, here is a trick - you might use the index \c{%{-1:-1}}
2648 which gives you the \i{last} argument passed to a macro.
2650 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
2652 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
2653 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
2654 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
2656 \c %macro  die 0-1 "Painful program death has occurred."
2658 \c         writefile 2,%1
2659 \c         mov     ax,0x4c01
2660 \c         int     0x21
2662 \c %endmacro
2664 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
2665 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
2666 will display on the error output stream before exiting, or it can be
2667 called with no parameters, in which case it will use the default
2668 error message supplied in the macro definition.
2670 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
2671 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
2672 required in the macro call, and then you provide defaults for the
2673 optional ones. So if a macro definition began with the line
2675 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
2677 then it could be called with between one and three parameters, and
2678 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
2679 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
2680 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
2682 You can provide extra information to a macro by providing
2683 too many default parameters:
2685 \c %macro quux 1 something
2687 This will trigger a warning by default; see \k{opt-w} for
2688 more information.
2689 When \c{quux} is invoked, it receives not one but two parameters.
2690 \c{something} can be referred to as \c{%2}. The difference
2691 between passing \c{something} this way and writing \c{something}
2692 in the macro body is that with this way \c{something} is evaluated
2693 when the macro is defined, not when it is expanded.
2695 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
2696 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
2697 for macros which can take a variable number of parameters, since the
2698 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
2699 parameters were really passed to the macro call.
2701 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
2702 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
2703 and more useful, by changing the first line of the definition to
2705 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
2707 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
2708 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
2709 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
2712 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
2714 The parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
2715 number of parameters received, that is, if \c{%0} is n then \c{%}n is the
2716 last parameter. \c{%0} is mostly useful for macros that can take a variable
2717 number of parameters. It can be used as an argument to \c{%rep}
2718 (see \k{rep}) in order to iterate through all the parameters of a macro.
2719 Examples are given in \k{rotate}.
2722 \S{percent00} \i\c{%00}: \I{label preceeding macro}Label Preceeding Macro
2724 \c{%00} will return the label preceeding the macro invocation, if any. The
2725 label must be on the same line as the macro invocation, may be a local label
2726 (see \k{locallab}), and need not end in a colon.
2729 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
2731 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
2732 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
2733 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
2734 moved left by one place, so that the argument previously referenced
2735 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
2736 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
2738 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
2739 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
2740 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
2741 argument list reappear on the right, and vice versa.
2743 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
2744 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
2745 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
2746 parameters are rotated to the right.
2748 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
2749 restore a set of registers might work as follows:
2751 \c %macro  multipush 1-*
2753 \c   %rep  %0
2754 \c         push    %1
2755 \c   %rotate 1
2756 \c   %endrep
2758 \c %endmacro
2760 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
2761 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
2762 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
2763 one place to the left, so that the original second argument is now
2764 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
2765 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
2766 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
2768 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
2769 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
2770 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
2772 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
2773 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
2774 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
2775 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
2776 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
2777 the macro would take care of popping the registers in the opposite
2778 order from the one in which they were pushed.
2780 This can be done by the following definition:
2782 \c %macro  multipop 1-*
2784 \c   %rep %0
2785 \c   %rotate -1
2786 \c         pop     %1
2787 \c   %endrep
2789 \c %endmacro
2791 This macro begins by rotating its arguments one place to the
2792 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
2793 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
2794 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
2795 iterated through in reverse order.
2798 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
2800 NASM can concatenate macro parameters and macro indirection constructs
2801 on to other text surrounding them. This allows you to declare a family
2802 of symbols, for example, in a macro definition. If, for example, you
2803 wanted to generate a table of key codes along with offsets into the
2804 table, you could code something like
2806 \c %macro keytab_entry 2
2808 \c     keypos%1    equ     $-keytab
2809 \c                 db      %2
2811 \c %endmacro
2813 \c keytab:
2814 \c           keytab_entry F1,128+1
2815 \c           keytab_entry F2,128+2
2816 \c           keytab_entry Return,13
2818 which would expand to
2820 \c keytab:
2821 \c keyposF1        equ     $-keytab
2822 \c                 db     128+1
2823 \c keyposF2        equ     $-keytab
2824 \c                 db      128+2
2825 \c keyposReturn    equ     $-keytab
2826 \c                 db      13
2828 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
2829 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
2831 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
2832 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
2833 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
2834 eleventh macro parameter. Instead, you must code
2835 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
2836 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
2837 (literal text to be concatenated to the parameter).
2839 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
2840 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
2841 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
2842 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
2843 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
2844 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
2845 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
2846 real names of macro-local labels means that the two usages
2847 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
2848 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
2850 The single-line macro indirection construct, \c{%[...]}
2851 (\k{indmacro}), behaves the same way as macro parameters for the
2852 purpose of concatenation.
2854 See also the \c{%+} operator, \k{concat%+}.
2857 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
2859 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
2860 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
2861 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
2862 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
2863 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
2864 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
2865 condition code.
2867 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
2868 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
2869 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
2870 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
2872 \c %macro  retc 1
2874 \c         j%-1    %%skip
2875 \c         ret
2876 \c   %%skip:
2878 \c %endmacro
2880 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
2881 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
2882 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
2883 \c{JPE}.
2885 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
2886 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
2887 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
2888 because no inverse condition code exists.
2891 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
2893 When NASM is generating a listing file from your program, it will
2894 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
2895 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
2896 see which instructions in the macro expansion are generating what
2897 code; however, for some macros this clutters the listing up
2898 unnecessarily.
2900 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
2901 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
2902 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
2903 the number of parameters, like this:
2905 \c %macro foo 1.nolist
2907 Or like this:
2909 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
2911 \S{unmacro} Undefining Multi-Line Macros: \i\c{%unmacro}
2913 Multi-line macros can be removed with the \c{%unmacro} directive.
2914 Unlike the \c{%undef} directive, however, \c{%unmacro} takes an
2915 argument specification, and will only remove \i{exact matches} with
2916 that argument specification.
2918 For example:
2920 \c %macro foo 1-3
2921 \c         ; Do something
2922 \c %endmacro
2923 \c %unmacro foo 1-3
2925 removes the previously defined macro \c{foo}, but
2927 \c %macro bar 1-3
2928 \c         ; Do something
2929 \c %endmacro
2930 \c %unmacro bar 1
2932 does \e{not} remove the macro \c{bar}, since the argument
2933 specification does not match exactly.
2936 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
2938 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
2939 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
2940 syntax of this feature looks like this:
2942 \c %if<condition>
2943 \c     ; some code which only appears if <condition> is met
2944 \c %elif<condition2>
2945 \c     ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
2946 \c %else
2947 \c     ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
2948 \c %endif
2950 The inverse forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn} are also supported.
2952 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
2953 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
2955 There are a number of variants of the \c{%if} directive.  Each has its
2956 corresponding \c{%elif}, \c{%ifn}, and \c{%elifn} directives; for
2957 example, the equivalents to the \c{%ifdef} directive are \c{%elifdef},
2958 \c{%ifndef}, and \c{%elifndef}.
2960 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: Testing Single-Line Macro Existence\I{testing,
2961 single-line macro existence}
2963 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
2964 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
2965 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
2966 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
2968 For example, when debugging a program, you might want to write code
2969 such as
2971 \c           ; perform some function
2972 \c %ifdef DEBUG
2973 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
2974 \c %endif
2975 \c           ; go and do something else
2977 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
2978 version of the program which produced debugging messages, and remove
2979 the option to generate the final release version of the program.
2981 You can test for a macro \e{not} being defined by using
2982 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
2983 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
2984 \i\c{%elifndef}.
2987 \S{ifmacro} \i\c{%ifmacro}: Testing Multi-Line Macro
2988 Existence\I{testing, multi-line macro existence}
2990 The \c{%ifmacro} directive operates in the same way as the \c{%ifdef}
2991 directive, except that it checks for the existence of a multi-line macro.
2993 For example, you may be working with a large project and not have control
2994 over the macros in a library. You may want to create a macro with one
2995 name if it doesn't already exist, and another name if one with that name
2996 does exist.
2998 The \c{%ifmacro} is considered true if defining a macro with the given name
2999 and number of arguments would cause a definitions conflict. For example:
3001 \c %ifmacro MyMacro 1-3
3003 \c      %error "MyMacro 1-3" causes a conflict with an existing macro.
3005 \c %else
3007 \c      %macro MyMacro 1-3
3009 \c              ; insert code to define the macro
3011 \c      %endmacro
3013 \c %endif
3015 This will create the macro "MyMacro 1-3" if no macro already exists which
3016 would conflict with it, and emits a warning if there would be a definition
3017 conflict.
3019 You can test for the macro not existing by using the \i\c{%ifnmacro} instead
3020 of \c{%ifmacro}. Additional tests can be performed in \c{%elif} blocks by using
3021 \i\c{%elifmacro} and \i\c{%elifnmacro}.
3024 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: Testing the Context Stack\I{testing, context
3025 stack}
3027 The conditional-assembly construct \c{%ifctx} will cause the
3028 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
3029 the preprocessor's context stack has the same name as one of the arguments.
3030 As with \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
3031 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
3033 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
3034 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
3037 \S{if} \i\c{%if}: Testing Arbitrary Numeric Expressions\I{testing,
3038 arbitrary numeric expressions}
3040 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
3041 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
3042 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
3043 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
3044 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
3046 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
3047 a critical expression (see \k{crit}).
3049 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
3050 set of \i{relational operators} which are not normally available in
3051 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
3052 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
3053 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
3054 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
3055 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
3056 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
3057 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
3058 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
3059 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
3060 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
3061 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
3062 for true and 0 for false.
3064 Like other \c{%if} constructs, \c{%if} has a counterpart
3065 \i\c{%elif}, and negative forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn}.
3067 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: Testing Exact Text
3068 Identity\I{testing, exact text identity}
3070 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
3071 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
3072 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
3073 Differences in white space are not counted.
3075 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
3077 For example, the following macro pushes a register or number on the
3078 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
3080 \c %macro  pushparam 1
3082 \c   %ifidni %1,ip
3083 \c         call    %%label
3084 \c   %%label:
3085 \c   %else
3086 \c         push    %1
3087 \c   %endif
3089 \c %endmacro
3091 Like other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
3092 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
3093 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
3094 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
3096 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: Testing Token
3097 Types\I{testing, token types}
3099 Some macros will want to perform different tasks depending on
3100 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
3101 example, a string output macro might want to be able to cope with
3102 being passed either a string constant or a pointer to an existing
3103 string.
3105 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
3106 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
3107 the first token in the parameter exists and is an identifier.
3108 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
3109 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
3111 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
3112 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
3114 \c %macro writefile 2-3+
3116 \c   %ifstr %2
3117 \c         jmp     %%endstr
3118 \c     %if %0 = 3
3119 \c       %%str:    db      %2,%3
3120 \c     %else
3121 \c       %%str:    db      %2
3122 \c     %endif
3123 \c       %%endstr: mov     dx,%%str
3124 \c                 mov     cx,%%endstr-%%str
3125 \c   %else
3126 \c                 mov     dx,%2
3127 \c                 mov     cx,%3
3128 \c   %endif
3129 \c                 mov     bx,%1
3130 \c                 mov     ah,0x40
3131 \c                 int     0x21
3133 \c %endmacro
3135 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
3136 the following two ways:
3138 \c         writefile [file], strpointer, length
3139 \c         writefile [file], "hello", 13, 10
3141 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
3142 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
3143 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
3144 it itself and works out the address and length for itself.
3146 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
3147 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
3148 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
3149 which case, all but the first two would be lumped together into
3150 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
3152 The usual \I\c{%elifid}\I\c{%elifnum}\I\c{%elifstr}\c{%elif}...,
3153 \I\c{%ifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%ifnstr}\c{%ifn}..., and
3154 \I\c{%elifnid}\I\c{%elifnnum}\I\c{%elifnstr}\c{%elifn}... versions
3155 exist for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
3157 \S{iftoken} \i\c{%iftoken}: Test for a Single Token
3159 Some macros will want to do different things depending on if it is
3160 passed a single token (e.g. paste it to something else using \c{%+})
3161 versus a multi-token sequence.
3163 The conditional assembly construct \c{%iftoken} assembles the
3164 subsequent code if and only if the expanded parameters consist of
3165 exactly one token, possibly surrounded by whitespace.
3167 For example:
3169 \c %iftoken 1
3171 will assemble the subsequent code, but
3173 \c %iftoken -1
3175 will not, since \c{-1} contains two tokens: the unary minus operator
3176 \c{-}, and the number \c{1}.
3178 The usual \i\c{%eliftoken}, \i\c\{%ifntoken}, and \i\c{%elifntoken}
3179 variants are also provided.
3181 \S{ifempty} \i\c{%ifempty}: Test for Empty Expansion
3183 The conditional assembly construct \c{%ifempty} assembles the
3184 subsequent code if and only if the expanded parameters do not contain
3185 any tokens at all, whitespace excepted.
3187 The usual \i\c{%elifempty}, \i\c\{%ifnempty}, and \i\c{%elifnempty}
3188 variants are also provided.
3190 \S{ifenv} \i\c{%ifenv}: Test If Environment Variable Exists
3192 The conditional assembly construct \c{%ifenv} assembles the
3193 subsequent code if and only if the environment variable referenced by
3194 the \c{%!<env>} directive exists.
3196 The usual \i\c{%elifenv}, \i\c\{%ifnenv}, and \i\c{%elifnenv}
3197 variants are also provided.
3199 Just as for \c{%!<env>} the argument should be written as a string if
3200 it contains characters that would not be legal in an identifier.  See
3201 \k{getenv}.
3203 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
3205 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
3206 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
3207 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
3208 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
3210 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
3211 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
3212 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
3213 replicated as many times as specified by the preprocessor:
3215 \c %assign i 0
3216 \c %rep    64
3217 \c         inc     word [table+2*i]
3218 \c %assign i i+1
3219 \c %endrep
3221 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
3222 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
3223 \c{[table+126]}.
3225 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
3226 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
3227 terminate the loop, like this:
3229 \c fibonacci:
3230 \c %assign i 0
3231 \c %assign j 1
3232 \c %rep 100
3233 \c %if j > 65535
3234 \c     %exitrep
3235 \c %endif
3236 \c         dw j
3237 \c %assign k j+i
3238 \c %assign i j
3239 \c %assign j k
3240 \c %endrep
3242 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
3244 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
3245 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
3246 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
3247 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
3248 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
3249 be gradually used up and other applications to start crashing.
3251 Note a maximum repeat count is limited by 62 bit number, though it
3252 is hardly possible that you ever need anything bigger.
3255 \H{files} Source Files and Dependencies
3257 These commands allow you to split your sources into multiple files.
3259 \S{include} \i\c{%include}: \i{Including Other Files}
3261 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
3262 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
3263 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
3265 \c %include "macros.mac"
3267 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
3268 file containing the \c{%include} directive.
3270 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
3271 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
3272 opposed to the location of the NASM executable or the location of
3273 the source file), plus any directories specified on the NASM command
3274 line using the \c{-i} option.
3276 The standard C idiom for preventing a file being included more than
3277 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
3278 the form
3280 \c %ifndef MACROS_MAC
3281 \c     %define MACROS_MAC
3282 \c     ; now define some macros
3283 \c %endif
3285 then including the file more than once will not cause errors,
3286 because the second time the file is included nothing will happen
3287 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
3289 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
3290 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
3291 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
3294 \S{pathsearch} \i\c{%pathsearch}: Search the Include Path
3296 The \c{%pathsearch} directive takes a single-line macro name and a
3297 filename, and declare or redefines the specified single-line macro to
3298 be the include-path-resolved version of the filename, if the file
3299 exists (otherwise, it is passed unchanged.)
3301 For example,
3303 \c %pathsearch MyFoo "foo.bin"
3305 ... with \c{-Ibins/} in the include path may end up defining the macro
3306 \c{MyFoo} to be \c{"bins/foo.bin"}.
3309 \S{depend} \i\c{%depend}: Add Dependent Files
3311 The \c{%depend} directive takes a filename and adds it to the list of
3312 files to be emitted as dependency generation when the \c{-M} options
3313 and its relatives (see \k{opt-M}) are used.  It produces no output.
3315 This is generally used in conjunction with \c{%pathsearch}.  For
3316 example, a simplified version of the standard macro wrapper for the
3317 \c{INCBIN} directive looks like:
3319 \c %imacro incbin 1-2+ 0
3320 \c %pathsearch dep %1
3321 \c %depend dep
3322 \c         incbin dep,%2
3323 \c %endmacro
3325 This first resolves the location of the file into the macro \c{dep},
3326 then adds it to the dependency lists, and finally issues the
3327 assembler-level \c{INCBIN} directive.
3330 \S{use} \i\c{%use}: Include Standard Macro Package
3332 The \c{%use} directive is similar to \c{%include}, but rather than
3333 including the contents of a file, it includes a named standard macro
3334 package.  The standard macro packages are part of NASM, and are
3335 described in \k{macropkg}.
3337 Unlike the \c{%include} directive, package names for the \c{%use}
3338 directive do not require quotes, but quotes are permitted.  In NASM
3339 2.04 and 2.05 the unquoted form would be macro-expanded; this is no
3340 longer true.  Thus, the following lines are equivalent:
3342 \c %use altreg
3343 \c %use 'altreg'
3345 Standard macro packages are protected from multiple inclusion.  When a
3346 standard macro package is used, a testable single-line macro of the
3347 form \c{__USE_}\e{package}\c{__} is also defined, see \k{use_def}.
3349 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
3351 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
3352 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
3353 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
3354 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
3355 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
3356 had defined. However, for such a macro you would also want to be
3357 able to nest these loops.
3359 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
3360 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
3361 characterized by a name. You add a new context to the stack using
3362 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
3363 define labels that are local to a particular context on the stack.
3366 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
3367 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
3369 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
3370 on the top of the context stack. \c{%push} takes an optional argument,
3371 which is the name of the context. For example:
3373 \c %push    foobar
3375 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can have
3376 several contexts on the stack with the same name: they can still be
3377 distinguished.  If no name is given, the context is unnamed (this is
3378 normally used when both the \c{%push} and the \c{%pop} are inside a
3379 single macro definition.)
3381 The directive \c{%pop}, taking one optional argument, removes the top
3382 context from the context stack and destroys it, along with any
3383 labels associated with it.  If an argument is given, it must match the
3384 name of the current context, otherwise it will issue an error.
3387 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
3389 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
3390 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
3391 is used to define a label which is local to the context on the top
3392 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
3393 above could be implemented by means of:
3395 \c %macro repeat 0
3397 \c     %push   repeat
3398 \c     %$begin:
3400 \c %endmacro
3402 \c %macro until 1
3404 \c         j%-1    %$begin
3405 \c     %pop
3407 \c %endmacro
3409 and invoked by means of, for example,
3411 \c         mov     cx,string
3412 \c         repeat
3413 \c         add     cx,3
3414 \c         scasb
3415 \c         until   e
3417 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
3418 in \c{AL}.
3420 If you need to define, or access, labels local to the context
3421 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
3422 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
3425 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
3427 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
3428 a particular context, in just the same way:
3430 \c %define %$localmac 3
3432 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
3433 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
3434 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
3437 \S{ctxfallthrough} \i{Context Fall-Through Lookup}
3439 Context fall-through lookup (automatic searching of outer contexts)
3440 is a feature that was added in NASM version 0.98.03. Unfortunately,
3441 this feature is unintuitive and can result in buggy code that would
3442 have otherwise been prevented by NASM's error reporting. As a result,
3443 this feature has been \e{deprecated}. NASM version 2.09 will issue a
3444 warning when usage of this \e{deprecated} feature is detected. Starting
3445 with NASM version 2.10, usage of this \e{deprecated} feature will simply
3446 result in an \e{expression syntax error}.
3448 An example usage of this \e{deprecated} feature follows:
3450 \c %macro ctxthru 0
3451 \c %push ctx1
3452 \c     %assign %$external 1
3453 \c         %push ctx2
3454 \c             %assign %$internal 1
3455 \c             mov eax, %$external
3456 \c             mov eax, %$internal
3457 \c         %pop
3458 \c %pop
3459 \c %endmacro
3461 As demonstrated, \c{%$external} is being defined in the \c{ctx1}
3462 context and referenced within the \c{ctx2} context. With context
3463 fall-through lookup, referencing an undefined context-local macro
3464 like this implicitly searches through all outer contexts until a match
3465 is made or isn't found in any context. As a result, \c{%$external}
3466 referenced within the \c{ctx2} context would implicitly use \c{%$external}
3467 as defined in \c{ctx1}. Most people would expect NASM to issue an error in
3468 this situation because \c{%$external} was never defined within \c{ctx2} and also
3469 isn't qualified with the proper context depth, \c{%$$external}.
3471 Here is a revision of the above example with proper context depth:
3473 \c %macro ctxthru 0
3474 \c %push ctx1
3475 \c     %assign %$external 1
3476 \c         %push ctx2
3477 \c             %assign %$internal 1
3478 \c             mov eax, %$$external
3479 \c             mov eax, %$internal
3480 \c         %pop
3481 \c %pop
3482 \c %endmacro
3484 As demonstrated, \c{%$external} is still being defined in the \c{ctx1}
3485 context and referenced within the \c{ctx2} context. However, the
3486 reference to \c{%$external} within \c{ctx2} has been fully qualified with
3487 the proper context depth, \c{%$$external}, and thus is no longer ambiguous,
3488 unintuitive or erroneous.
3491 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
3493 If you need to change the name of the top context on the stack (in
3494 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
3495 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
3496 have the side effect of destroying all context-local labels and
3497 macros associated with the context that was just popped.
3499 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
3500 with a different name, without touching the associated macros and
3501 labels. So you could replace the destructive code
3503 \c %pop
3504 \c %push   newname
3506 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
3509 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
3511 This example makes use of almost all the context-stack features,
3512 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
3513 implement a block IF statement as a set of macros.
3515 \c %macro if 1
3517 \c     %push if
3518 \c     j%-1  %$ifnot
3520 \c %endmacro
3522 \c %macro else 0
3524 \c   %ifctx if
3525 \c         %repl   else
3526 \c         jmp     %$ifend
3527 \c         %$ifnot:
3528 \c   %else
3529 \c         %error  "expected `if' before `else'"
3530 \c   %endif
3532 \c %endmacro
3534 \c %macro endif 0
3536 \c   %ifctx if
3537 \c         %$ifnot:
3538 \c         %pop
3539 \c   %elifctx      else
3540 \c         %$ifend:
3541 \c         %pop
3542 \c   %else
3543 \c         %error  "expected `if' or `else' before `endif'"
3544 \c   %endif
3546 \c %endmacro
3548 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
3549 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
3550 that the macros are issued in the right order (for example, not
3551 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
3552 not.
3554 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
3555 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
3556 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
3557 to do different things depending on whether the context on top of
3558 the stack is \c{if} or \c{else}.
3560 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
3561 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
3562 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
3563 the context's name so that \c{endif} will know there was an
3564 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
3566 A sample usage of these macros might look like:
3568 \c         cmp     ax,bx
3570 \c         if ae
3571 \c                cmp     bx,cx
3573 \c                if ae
3574 \c                        mov     ax,cx
3575 \c                else
3576 \c                        mov     ax,bx
3577 \c                endif
3579 \c         else
3580 \c                cmp     ax,cx
3582 \c                if ae
3583 \c                        mov     ax,cx
3584 \c                endif
3586 \c         endif
3588 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
3589 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
3590 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
3591 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
3594 \H{stackrel} \i{Stack Relative Preprocessor Directives}
3596 The following preprocessor directives provide a way to use
3597 labels to refer to local variables allocated on the stack.
3599 \b\c{%arg}  (see \k{arg})
3601 \b\c{%stacksize}  (see \k{stacksize})
3603 \b\c{%local}  (see \k{local})
3606 \S{arg} \i\c{%arg} Directive
3608 The \c{%arg} directive is used to simplify the handling of
3609 parameters passed on the stack. Stack based parameter passing
3610 is used by many high level languages, including C, C++ and Pascal.
3612 While NASM has macros which attempt to duplicate this
3613 functionality (see \k{16cmacro}), the syntax is not particularly
3614 convenient to use and is not TASM compatible. Here is an example
3615 which shows the use of \c{%arg} without any external macros:
3617 \c some_function:
3619 \c     %push     mycontext        ; save the current context
3620 \c     %stacksize large           ; tell NASM to use bp
3621 \c     %arg      i:word, j_ptr:word
3623 \c         mov     ax,[i]
3624 \c         mov     bx,[j_ptr]
3625 \c         add     ax,[bx]
3626 \c         ret
3628 \c     %pop                       ; restore original context
3630 This is similar to the procedure defined in \k{16cmacro} and adds
3631 the value in i to the value pointed to by j_ptr and returns the
3632 sum in the ax register. See \k{pushpop} for an explanation of
3633 \c{push} and \c{pop} and the use of context stacks.
3636 \S{stacksize} \i\c{%stacksize} Directive
3638 The \c{%stacksize} directive is used in conjunction with the
3639 \c{%arg} (see \k{arg}) and the \c{%local} (see \k{local}) directives.
3640 It tells NASM the default size to use for subsequent \c{%arg} and
3641 \c{%local} directives. The \c{%stacksize} directive takes one
3642 required argument which is one of \c{flat}, \c{flat64}, \c{large} or \c{small}.
3644 \c %stacksize flat
3646 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3647 relative to \c{ebp} and it assumes that a near form of call was used
3648 to get to this label (i.e. that \c{eip} is on the stack).
3650 \c %stacksize flat64
3652 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3653 relative to \c{rbp} and it assumes that a near form of call was used
3654 to get to this label (i.e. that \c{rip} is on the stack).
3656 \c %stacksize large
3658 This form uses \c{bp} to do stack-based parameter addressing and
3659 assumes that a far form of call was used to get to this address
3660 (i.e. that \c{ip} and \c{cs} are on the stack).
3662 \c %stacksize small
3664 This form also uses \c{bp} to address stack parameters, but it is
3665 different from \c{large} because it also assumes that the old value
3666 of bp is pushed onto the stack (i.e. it expects an \c{ENTER}
3667 instruction). In other words, it expects that \c{bp}, \c{ip} and
3668 \c{cs} are on the top of the stack, underneath any local space which
3669 may have been allocated by \c{ENTER}. This form is probably most
3670 useful when used in combination with the \c{%local} directive
3671 (see \k{local}).
3674 \S{local} \i\c{%local} Directive
3676 The \c{%local} directive is used to simplify the use of local
3677 temporary stack variables allocated in a stack frame. Automatic
3678 local variables in C are an example of this kind of variable. The
3679 \c{%local} directive is most useful when used with the \c{%stacksize}
3680 (see \k{stacksize} and is also compatible with the \c{%arg} directive
3681 (see \k{arg}). It allows simplified reference to variables on the
3682 stack which have been allocated typically by using the \c{ENTER}
3683 instruction.
3684 \# (see \k{insENTER} for a description of that instruction).
3685 An example of its use is the following:
3687 \c silly_swap:
3689 \c     %push mycontext             ; save the current context
3690 \c     %stacksize small            ; tell NASM to use bp
3691 \c     %assign %$localsize 0       ; see text for explanation
3692 \c     %local old_ax:word, old_dx:word
3694 \c         enter   %$localsize,0   ; see text for explanation
3695 \c         mov     [old_ax],ax     ; swap ax & bx
3696 \c         mov     [old_dx],dx     ; and swap dx & cx
3697 \c         mov     ax,bx
3698 \c         mov     dx,cx
3699 \c         mov     bx,[old_ax]
3700 \c         mov     cx,[old_dx]
3701 \c         leave                   ; restore old bp
3702 \c         ret                     ;
3704 \c     %pop                        ; restore original context
3706 The \c{%$localsize} variable is used internally by the
3707 \c{%local} directive and \e{must} be defined within the
3708 current context before the \c{%local} directive may be used.
3709 Failure to do so will result in one expression syntax error for
3710 each \c{%local} variable declared. It then may be used in
3711 the construction of an appropriately sized ENTER instruction
3712 as shown in the example.
3715 \H{pperror} Reporting \i{User-Defined Errors}: \i\c{%error}, \i\c{%warning}, \i\c{%fatal}
3717 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
3718 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
3719 try to assemble your source files, you can ensure that they define the
3720 right macros by means of code like this:
3722 \c %ifdef F1
3723 \c     ; do some setup
3724 \c %elifdef F2
3725 \c     ; do some different setup
3726 \c %else
3727 \c     %error "Neither F1 nor F2 was defined."
3728 \c %endif
3730 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
3731 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
3732 having to wait until the program crashes on being run and then not
3733 knowing what went wrong.
3735 Similarly, \c{%warning} issues a warning, but allows assembly to continue:
3737 \c %ifdef F1
3738 \c     ; do some setup
3739 \c %elifdef F2
3740 \c     ; do some different setup
3741 \c %else
3742 \c     %warning "Neither F1 nor F2 was defined, assuming F1."
3743 \c     %define F1
3744 \c %endif
3746 \c{%error} and \c{%warning} are issued only on the final assembly
3747 pass.  This makes them safe to use in conjunction with tests that
3748 depend on symbol values.
3750 \c{%fatal} terminates assembly immediately, regardless of pass.  This
3751 is useful when there is no point in continuing the assembly further,
3752 and doing so is likely just going to cause a spew of confusing error
3753 messages.
3755 It is optional for the message string after \c{%error}, \c{%warning}
3756 or \c{%fatal} to be quoted.  If it is \e{not}, then single-line macros
3757 are expanded in it, which can be used to display more information to
3758 the user.  For example:
3760 \c %if foo > 64
3761 \c     %assign foo_over foo-64
3762 \c     %error foo is foo_over bytes too large
3763 \c %endif
3766 \H{otherpreproc} \i{Other Preprocessor Directives}
3768 NASM also has preprocessor directives which allow access to
3769 information from external sources. Currently they include:
3771 \b\c{%line} enables NASM to correctly handle the output of another
3772 preprocessor (see \k{line}).
3774 \b\c{%!} enables NASM to read in the value of an environment variable,
3775 which can then be used in your program (see \k{getenv}).
3777 \S{line} \i\c{%line} Directive
3779 The \c{%line} directive is used to notify NASM that the input line
3780 corresponds to a specific line number in another file.  Typically
3781 this other file would be an original source file, with the current
3782 NASM input being the output of a pre-processor.  The \c{%line}
3783 directive allows NASM to output messages which indicate the line
3784 number of the original source file, instead of the file that is being
3785 read by NASM.
3787 This preprocessor directive is not generally of use to programmers,
3788 by may be of interest to preprocessor authors.  The usage of the
3789 \c{%line} preprocessor directive is as follows:
3791 \c %line nnn[+mmm] [filename]
3793 In this directive, \c{nnn} identifies the line of the original source
3794 file which this line corresponds to.  \c{mmm} is an optional parameter
3795 which specifies a line increment value; each line of the input file
3796 read in is considered to correspond to \c{mmm} lines of the original
3797 source file.  Finally, \c{filename} is an optional parameter which
3798 specifies the file name of the original source file.
3800 After reading a \c{%line} preprocessor directive, NASM will report
3801 all file name and line numbers relative to the values specified
3802 therein.
3805 \S{getenv} \i\c{%!}\c{<env>}: Read an environment variable.
3807 The \c{%!<env>} directive makes it possible to read the value of an
3808 environment variable at assembly time. This could, for example, be used
3809 to store the contents of an environment variable into a string, which
3810 could be used at some other point in your code.
3812 For example, suppose that you have an environment variable \c{FOO}, and
3813 you want the contents of \c{FOO} to be embedded in your program. You
3814 could do that as follows:
3816 \c %defstr FOO          %!FOO
3818 See \k{defstr} for notes on the \c{%defstr} directive.
3820 If the name of the environment variable contains non-identifier
3821 characters, you can use string quotes to surround the name of the
3822 variable, for example:
3824 \c %defstr C_colon      %!'C:'
3827 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
3829 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
3830 when it starts to process any source file. If you really need a
3831 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
3832 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything but
3833 context-local preprocessor variables and single-line macros.
3835 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
3836 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
3837 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
3838 described here.
3841 \S{stdmacver} \i{NASM Version} Macros
3843 The single-line macros \i\c{__NASM_MAJOR__}, \i\c{__NASM_MINOR__},
3844 \i\c{__NASM_SUBMINOR__} and \i\c{___NASM_PATCHLEVEL__} expand to the
3845 major, minor, subminor and patch level parts of the \i{version
3846 number of NASM} being used. So, under NASM 0.98.32p1 for
3847 example, \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0, \c{__NASM_MINOR__}
3848 would be defined as 98, \c{__NASM_SUBMINOR__} would be defined to 32,
3849 and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} would be defined as 1.
3851 Additionally, the macro \i\c{__NASM_SNAPSHOT__} is defined for
3852 automatically generated snapshot releases \e{only}.
3855 \S{stdmacverid} \i\c{__NASM_VERSION_ID__}: \i{NASM Version ID}
3857 The single-line macro \c{__NASM_VERSION_ID__} expands to a dword integer
3858 representing the full version number of the version of nasm being used.
3859 The value is the equivalent to \c{__NASM_MAJOR__}, \c{__NASM_MINOR__},
3860 \c{__NASM_SUBMINOR__} and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} concatenated to
3861 produce a single doubleword. Hence, for 0.98.32p1, the returned number
3862 would be equivalent to:
3864 \c         dd      0x00622001
3868 \c         db      1,32,98,0
3870 Note that the above lines are generate exactly the same code, the second
3871 line is used just to give an indication of the order that the separate
3872 values will be present in memory.
3875 \S{stdmacverstr} \i\c{__NASM_VER__}: \i{NASM Version string}
3877 The single-line macro \c{__NASM_VER__} expands to a string which defines
3878 the version number of nasm being used. So, under NASM 0.98.32 for example,
3880 \c         db      __NASM_VER__
3882 would expand to
3884 \c         db      "0.98.32"
3887 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
3889 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
3890 name and line number containing the current instruction. The macro
3891 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
3892 current input file (which may change through the course of assembly
3893 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
3894 numeric constant giving the current line number in the input file.
3896 These macros could be used, for example, to communicate debugging
3897 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
3898 definition (either single-line or multi-line) will return the line
3899 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
3900 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
3901 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
3902 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
3903 here'. You could then write a macro
3905 \c %macro  notdeadyet 0
3907 \c         push    eax
3908 \c         mov     eax,__LINE__
3909 \c         call    stillhere
3910 \c         pop     eax
3912 \c %endmacro
3914 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
3915 find the crash point.
3918 \S{bitsm} \i\c{__BITS__}: Current BITS Mode
3920 The \c{__BITS__} standard macro is updated every time that the BITS mode is
3921 set using the \c{BITS XX} or \c{[BITS XX]} directive, where XX is a valid mode
3922 number of 16, 32 or 64. \c{__BITS__} receives the specified mode number and
3923 makes it globally available. This can be very useful for those who utilize
3924 mode-dependent macros.
3926 \S{ofmtm} \i\c{__OUTPUT_FORMAT__}: Current Output Format
3928 The \c{__OUTPUT_FORMAT__} standard macro holds the current Output Format,
3929 as given by the \c{-f} option or NASM's default. Type \c{nasm -hf} for a
3930 list.
3932 \c %ifidn __OUTPUT_FORMAT__, win32
3933 \c  %define NEWLINE 13, 10
3934 \c %elifidn __OUTPUT_FORMAT__, elf32
3935 \c  %define NEWLINE 10
3936 \c %endif
3939 \S{datetime} Assembly Date and Time Macros
3941 NASM provides a variety of macros that represent the timestamp of the
3942 assembly session.
3944 \b The \i\c{__DATE__} and \i\c{__TIME__} macros give the assembly date and
3945 time as strings, in ISO 8601 format (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"},
3946 respectively.)
3948 \b The \i\c{__DATE_NUM__} and \i\c{__TIME_NUM__} macros give the assembly
3949 date and time in numeric form; in the format \c{YYYYMMDD} and
3950 \c{HHMMSS} respectively.
3952 \b The \i\c{__UTC_DATE__} and \i\c{__UTC_TIME__} macros give the assembly
3953 date and time in universal time (UTC) as strings, in ISO 8601 format
3954 (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"}, respectively.)  If the host
3955 platform doesn't provide UTC time, these macros are undefined.
3957 \b The \i\c{__UTC_DATE_NUM__} and \i\c{__UTC_TIME_NUM__} macros give the
3958 assembly date and time universal time (UTC) in numeric form; in the
3959 format \c{YYYYMMDD} and \c{HHMMSS} respectively.  If the
3960 host platform doesn't provide UTC time, these macros are
3961 undefined.
3963 \b The \c{__POSIX_TIME__} macro is defined as a number containing the
3964 number of seconds since the POSIX epoch, 1 January 1970 00:00:00 UTC;
3965 excluding any leap seconds.  This is computed using UTC time if
3966 available on the host platform, otherwise it is computed using the
3967 local time as if it was UTC.
3969 All instances of time and date macros in the same assembly session
3970 produce consistent output.  For example, in an assembly session
3971 started at 42 seconds after midnight on January 1, 2010 in Moscow
3972 (timezone UTC+3) these macros would have the following values,
3973 assuming, of course, a properly configured environment with a correct
3974 clock:
3976 \c       __DATE__             "2010-01-01"
3977 \c       __TIME__             "00:00:42"
3978 \c       __DATE_NUM__         20100101
3979 \c       __TIME_NUM__         000042
3980 \c       __UTC_DATE__         "2009-12-31"
3981 \c       __UTC_TIME__         "21:00:42"
3982 \c       __UTC_DATE_NUM__     20091231
3983 \c       __UTC_TIME_NUM__     210042
3984 \c       __POSIX_TIME__       1262293242
3987 \S{use_def} \I\c{__USE_*__}\c{__USE_}\e{package}\c{__}: Package
3988 Include Test
3990 When a standard macro package (see \k{macropkg}) is included with the
3991 \c{%use} directive (see \k{use}), a single-line macro of the form
3992 \c{__USE_}\e{package}\c{__} is automatically defined.  This allows
3993 testing if a particular package is invoked or not.
3995 For example, if the \c{altreg} package is included (see
3996 \k{pkg_altreg}), then the macro \c{__USE_ALTREG__} is defined.
3999 \S{pass_macro} \i\c{__PASS__}: Assembly Pass
4001 The macro \c{__PASS__} is defined to be \c{1} on preparatory passes,
4002 and \c{2} on the final pass.  In preprocess-only mode, it is set to
4003 \c{3}, and when running only to generate dependencies (due to the
4004 \c{-M} or \c{-MG} option, see \k{opt-M}) it is set to \c{0}.
4006 \e{Avoid using this macro if at all possible.  It is tremendously easy
4007 to generate very strange errors by misusing it, and the semantics may
4008 change in future versions of NASM.}
4011 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
4013 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
4014 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
4015 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
4016 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
4018 \c{STRUC} takes one or two parameters. The first parameter is the name
4019 of the data type. The second, optional parameter is the base offset of
4020 the structure. The name of the data type is defined as a symbol with
4021 the value of the base offset, and the name of the data type with the
4022 suffix \c{_size} appended to it is defined as an \c{EQU} giving the
4023 size of the structure. Once \c{STRUC} has been issued, you are
4024 defining the structure, and should define fields using the \c{RESB}
4025 family of pseudo-instructions, and then invoke \c{ENDSTRUC} to finish
4026 the definition.
4028 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
4029 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
4031 \c struc   mytype
4033 \c   mt_long:      resd    1
4034 \c   mt_word:      resw    1
4035 \c   mt_byte:      resb    1
4036 \c   mt_str:       resb    32
4038 \c endstruc
4040 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
4041 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
4042 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
4043 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
4045 The reason why the structure type name is defined at zero by default
4046 is a side effect of allowing structures to work with the local label
4047 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
4048 more than one structure, you can define the above structure like this:
4050 \c struc mytype
4052 \c   .long:        resd    1
4053 \c   .word:        resw    1
4054 \c   .byte:        resb    1
4055 \c   .str:         resb    32
4057 \c endstruc
4059 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
4060 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
4062 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
4063 support any form of period notation to refer to the elements of a
4064 structure once you have one (except the above local-label notation),
4065 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
4066 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
4067 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
4068 ax,[mystruc+mytype.word]}.
4070 Sometimes you only have the address of the structure displaced by an
4071 offset. For example, consider this standard stack frame setup:
4073 \c push ebp
4074 \c mov ebp, esp
4075 \c sub esp, 40
4077 In this case, you could access an element by subtracting the offset:
4079 \c mov [ebp - 40 + mytype.word], ax
4081 However, if you do not want to repeat this offset, you can use -40 as
4082 a base offset:
4084 \c struc mytype, -40
4086 And access an element this way:
4088 \c mov [ebp + mytype.word], ax
4091 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
4092 \i{Instances of Structures}
4094 Having defined a structure type, the next thing you typically want
4095 to do is to declare instances of that structure in your data
4096 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
4097 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
4098 you code something like this:
4100 \c mystruc:
4101 \c     istruc mytype
4103 \c         at mt_long, dd      123456
4104 \c         at mt_word, dw      1024
4105 \c         at mt_byte, db      'x'
4106 \c         at mt_str,  db      'hello, world', 13, 10, 0
4108 \c     iend
4110 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
4111 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
4112 specified structure field, and then to declare the specified data.
4113 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
4114 they were specified in the structure definition.
4116 If the data to go in a structure field requires more than one source
4117 line to specify, the remaining source lines can easily come after
4118 the \c{AT} line. For example:
4120 \c         at mt_str,  db      123,134,145,156,167,178,189
4121 \c                     db      190,100,0
4123 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
4124 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
4125 line:
4127 \c         at mt_str
4128 \c                 db      'hello, world'
4129 \c                 db      13,10,0
4132 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
4134 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
4135 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
4136 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
4137 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
4139 \c         align   4               ; align on 4-byte boundary
4140 \c         align   16              ; align on 16-byte boundary
4141 \c         align   8,db 0          ; pad with 0s rather than NOPs
4142 \c         align   4,resb 1        ; align to 4 in the BSS
4143 \c         alignb  4               ; equivalent to previous line
4145 Both macros require their first argument to be a power of two; they
4146 both compute the number of additional bytes required to bring the
4147 length of the current section up to a multiple of that power of two,
4148 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
4149 perform the alignment.
4151 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
4152 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
4153 second argument is specified, the two macros are equivalent.
4154 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
4155 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
4156 except for special purposes.
4158 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
4159 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
4160 power of two, or if their second argument generates more than one
4161 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
4162 thing.
4164 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
4165 be used within structure definitions:
4167 \c struc mytype2
4169 \c   mt_byte:
4170 \c         resb 1
4171 \c         alignb 2
4172 \c   mt_word:
4173 \c         resw 1
4174 \c         alignb 4
4175 \c   mt_long:
4176 \c         resd 1
4177 \c   mt_str:
4178 \c         resb 32
4180 \c endstruc
4182 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
4183 relative to the base of the structure.
4185 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
4186 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
4187 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
4188 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
4189 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
4190 check that the section's alignment characteristics are sensible for
4191 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
4193 Both \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} do call \c{SECTALIGN} macro implicitly.
4194 See \k{sectalign} for details.
4196 See also the \c{smartalign} standard macro package, \k{pkg_smartalign}.
4199 \S{sectalign} \i\c{SECTALIGN}: Section Alignment
4201 The \c{SECTALIGN} macros provides a way to modify alignment attribute
4202 of output file section. Unlike the \c{align=} attribute (which is allowed
4203 at section definition only) the \c{SECTALIGN} macro may be used at any time.
4205 For example the directive
4207 \c SECTALIGN 16
4209 sets the section alignment requirements to 16 bytes. Once increased it can
4210 not be decreased, the magnitude may grow only.
4212 Note that \c{ALIGN} (see \k{align}) calls the \c{SECTALIGN} macro implicitly
4213 so the active section alignment requirements may be updated. This is by default
4214 behaviour, if for some reason you want the \c{ALIGN} do not call \c{SECTALIGN}
4215 at all use the directive
4217 \c SECTALIGN OFF
4219 It is still possible to turn in on again by
4221 \c SECTALIGN ON
4224 \C{macropkg} \i{Standard Macro Packages}
4226 The \i\c{%use} directive (see \k{use}) includes one of the standard
4227 macro packages included with the NASM distribution and compiled into
4228 the NASM binary.  It operates like the \c{%include} directive (see
4229 \k{include}), but the included contents is provided by NASM itself.
4231 The names of standard macro packages are case insensitive, and can be
4232 quoted or not.
4235 \H{pkg_altreg} \i\c{altreg}: \i{Alternate Register Names}
4237 The \c{altreg} standard macro package provides alternate register
4238 names.  It provides numeric register names for all registers (not just
4239 \c{R8}-\c{R15}), the Intel-defined aliases \c{R8L}-\c{R15L} for the
4240 low bytes of register (as opposed to the NASM/AMD standard names
4241 \c{R8B}-\c{R15B}), and the names \c{R0H}-\c{R3H} (by analogy with
4242 \c{R0L}-\c{R3L}) for \c{AH}, \c{CH}, \c{DH}, and \c{BH}.
4244 Example use:
4246 \c %use altreg
4248 \c proc:
4249 \c       mov r0l,r3h                    ; mov al,bh
4250 \c       ret
4252 See also \k{reg64}.
4255 \H{pkg_smartalign} \i\c{smartalign}\I{align, smart}: Smart \c{ALIGN} Macro
4257 The \c{smartalign} standard macro package provides for an \i\c{ALIGN}
4258 macro which is more powerful than the default (and
4259 backwards-compatible) one (see \k{align}).  When the \c{smartalign}
4260 package is enabled, when \c{ALIGN} is used without a second argument,
4261 NASM will generate a sequence of instructions more efficient than a
4262 series of \c{NOP}.  Furthermore, if the padding exceeds a specific
4263 threshold, then NASM will generate a jump over the entire padding
4264 sequence.
4266 The specific instructions generated can be controlled with the
4267 new \i\c{ALIGNMODE} macro.  This macro takes two parameters: one mode,
4268 and an optional jump threshold override. If (for any reason) you need
4269 to turn off the jump completely just set jump threshold value to -1
4270 (or set it to \c{nojmp}). The following modes are possible:
4272 \b \c{generic}: Works on all x86 CPUs and should have reasonable
4273 performance.  The default jump threshold is 8.  This is the
4274 default.
4276 \b \c{nop}: Pad out with \c{NOP} instructions.  The only difference
4277 compared to the standard \c{ALIGN} macro is that NASM can still jump
4278 over a large padding area.  The default jump threshold is 16.
4280 \b \c{k7}: Optimize for the AMD K7 (Athlon/Althon XP).  These
4281 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
4282 threshold is 16.
4284 \b \c{k8}: Optimize for the AMD K8 (Opteron/Althon 64).  These
4285 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
4286 threshold is 16.
4288 \b \c{p6}: Optimize for Intel CPUs.  This uses the long \c{NOP}
4289 instructions first introduced in Pentium Pro.  This is incompatible
4290 with all CPUs of family 5 or lower, as well as some VIA CPUs and
4291 several virtualization solutions.  The default jump threshold is 16.
4293 The macro \i\c{__ALIGNMODE__} is defined to contain the current
4294 alignment mode.  A number of other macros beginning with \c{__ALIGN_}
4295 are used internally by this macro package.
4298 \H{pkg_fp} \i\c\{fp}: Floating-point macros
4300 This packages contains the following floating-point convenience macros:
4302 \c %define Inf             __Infinity__
4303 \c %define NaN             __QNaN__
4304 \c %define QNaN            __QNaN__
4305 \c %define SNaN            __SNaN__
4306 \c 
4307 \c %define float8(x)       __float8__(x)
4308 \c %define float16(x)      __float16__(x)
4309 \c %define float32(x)      __float32__(x)
4310 \c %define float64(x)      __float64__(x)
4311 \c %define float80m(x)     __float80m__(x)
4312 \c %define float80e(x)     __float80e__(x)
4313 \c %define float128l(x)    __float128l__(x)
4314 \c %define float128h(x)    __float128h__(x)
4317 \H{pkg_ifunc} \i\c{ifunc}: \i{Integer functions}
4319 This package contains a set of macros which implement integer
4320 functions.  These are actually implemented as special operators, but
4321 are most conveniently accessed via this macro package.
4323 The macros provided are:
4325 \S{ilog2} \i{Integer logarithms}
4327 These functions calculate the integer logarithm base 2 of their
4328 argument, considered as an unsigned integer.  The only differences
4329 between the functions is their behavior if the argument provided is
4330 not a power of two.
4332 The function \i\c{ilog2e()} (alias \i\c{ilog2()}) generate an error if
4333 the argument is not a power of two.
4335 The function \i\c{ilog2w()} generate a warning if the argument is not
4336 a power of two.
4338 The function \i\c{ilog2f()} rounds the argument down to the nearest
4339 power of two; if the argument is zero it returns zero.
4341 The function \i\c{ilog2c()} rounds the argument up to the nearest
4342 power of two.
4345 \C{directive} \i{Assembler Directives}
4347 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
4348 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
4349 directives. These are described in this chapter.
4351 NASM's directives come in two types: \I{user-level
4352 directives}\e{user-level} directives and \I{primitive
4353 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
4354 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
4355 recommend that users use the user-level forms of the directives,
4356 which are implemented as macros which call the primitive forms.
4358 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
4359 directives are not.
4361 In addition to the universal directives described in this chapter,
4362 each object file format can optionally supply extra directives in
4363 order to control particular features of that file format. These
4364 \I{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
4365 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
4368 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
4370 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
4371 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
4372 operating in 16-bit mode, 32-bit mode or 64-bit mode. The syntax is
4373 \c{BITS XX}, where XX is 16, 32 or 64.
4375 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
4376 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf}, \c{macho}, \c{win32} and \c{win64}
4377 object formats, which are designed for use in 32-bit or 64-bit
4378 operating systems, all cause NASM to select 32-bit or 64-bit mode,
4379 respectively, by default. The \c{obj} object format allows you
4380 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
4381 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
4382 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
4384 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
4385 32-bit or 64-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
4386 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
4387 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
4388 device drivers and boot loader software.
4390 The \c{BITS} directive can also be used to generate code for a
4391 different mode than the standard one for the output format.
4393 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
4394 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
4395 assembler will generate incorrect code because it will be writing
4396 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
4398 When NASM is in \c{BITS 16} mode, instructions which use 32-bit
4399 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
4400 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} mode, the reverse is
4401 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
4402 using 16-bit data need an 0x66 and those working on 16-bit addresses
4403 need an 0x67.
4405 When NASM is in \c{BITS 64} mode, most instructions operate the same
4406 as they do for \c{BITS 32} mode. However, there are 8 more general and
4407 SSE registers, and 16-bit addressing is no longer supported.
4409 The default address size is 64 bits; 32-bit addressing can be selected
4410 with the 0x67 prefix.  The default operand size is still 32 bits,
4411 however, and the 0x66 prefix selects 16-bit operand size.  The \c{REX}
4412 prefix is used both to select 64-bit operand size, and to access the
4413 new registers. NASM automatically inserts REX prefixes when
4414 necessary.
4416 When the \c{REX} prefix is used, the processor does not know how to
4417 address the AH, BH, CH or DH (high 8-bit legacy) registers. Instead,
4418 it is possible to access the the low 8-bits of the SP, BP SI and DI
4419 registers as SPL, BPL, SIL and DIL, respectively; but only when the
4420 REX prefix is used.
4422 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
4423 \c{[BITS 16]}, \c{[BITS 32]} and \c{[BITS 64]}. The user-level form is
4424 a macro which has no function other than to call the primitive form.
4426 Note that the space is neccessary, e.g. \c{BITS32} will \e{not} work!
4428 \S{USE16 & USE32} \i\c{USE16} & \i\c{USE32}: Aliases for BITS
4430 The `\c{USE16}' and `\c{USE32}' directives can be used in place of
4431 `\c{BITS 16}' and `\c{BITS 32}', for compatibility with other assemblers.
4434 \H{default} \i\c{DEFAULT}: Change the assembler defaults
4436 The \c{DEFAULT} directive changes the assembler defaults.  Normally,
4437 NASM defaults to a mode where the programmer is expected to explicitly
4438 specify most features directly.  However, this is occasionally
4439 obnoxious, as the explicit form is pretty much the only one one wishes
4440 to use.
4442 Currently, \c{DEFAULT} can set \c{REL} & \c{ABS} and \c{BND} & \c{NOBND}.
4444 \S{REL & ABS} \i\c{REL} & \i\c{ABS}: RIP-relative addressing
4446 This sets whether registerless instructions in 64-bit mode are \c{RIP}-relative
4447 or not. By default, they are absolute unless overridden with the \i\c{REL}
4448 specifier (see \k{effaddr}).  However, if \c{DEFAULT REL} is
4449 specified, \c{REL} is default, unless overridden with the \c{ABS}
4450 specifier, \e{except when used with an FS or GS segment override}.
4452 The special handling of \c{FS} and \c{GS} overrides are due to the
4453 fact that these registers are generally used as thread pointers or
4454 other special functions in 64-bit mode, and generating
4455 \c{RIP}-relative addresses would be extremely confusing.
4457 \c{DEFAULT REL} is disabled with \c{DEFAULT ABS}.
4459 \S{BND & NOBND} \i\c{BND} & \i\c{NOBND}: \c{BND} prefix
4461 If \c{DEFAULT BND} is set, all bnd-prefix available instructions following
4462 this directive are prefixed with bnd. To override it, \c{NOBND} prefix can
4463 be used.
4465 \c  DEFAULT BND
4466 \c      call foo            ; BND will be prefixed
4467 \c      nobnd call foo      ; BND will NOT be prefixed
4469 \c{DEFAULT NOBND} can disable \c{DEFAULT BND} and then \c{BND} prefix will be
4470 added only when explicitly specified in code.
4472 \c{DEFAULT BND} is expected to be the normal configuration for writing
4473 MPX-enabled code.
4475 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
4476 Sections}
4478 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
4479 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
4480 which section of the output file the code you write will be
4481 assembled into. In some object file formats, the number and names of
4482 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
4483 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
4484 define a new section, if you try to switch to a section that does
4485 not (yet) exist.
4487 The Unix object formats, and the \c{bin} object format (but see
4488 \k{multisec}), all support
4489 the \i{standardized section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
4490 for the code, data and uninitialized-data sections. The \c{obj}
4491 format, by contrast, does not recognize these section names as being
4492 special, and indeed will strip off the leading period of any section
4493 name that has one.
4496 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
4498 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
4499 functions differently from its primitive form. The primitive form,
4500 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
4501 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
4502 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
4503 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
4504 it. So the user-level directive
4506 \c         SECTION .text
4508 expands to the two lines
4510 \c %define __SECT__        [SECTION .text]
4511 \c         [SECTION .text]
4513 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
4514 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
4515 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
4517 \c %macro  writefile 2+
4519 \c         [section .data]
4521 \c   %%str:        db      %2
4522 \c   %%endstr:
4524 \c         __SECT__
4526 \c         mov     dx,%%str
4527 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
4528 \c         mov     bx,%1
4529 \c         mov     ah,0x40
4530 \c         int     0x21
4532 \c %endmacro
4534 This form of the macro, once passed a string to output, first
4535 switches temporarily to the data section of the file, using the
4536 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
4537 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
4538 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
4539 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
4540 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
4541 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
4542 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
4543 code in any of several separate code sections.
4546 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
4548 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
4549 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
4550 physical section, but at the hypothetical section starting at the
4551 given absolute address. The only instructions you can use in this
4552 mode are the \c{RESB} family.
4554 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
4556 \c absolute 0x1A
4558 \c     kbuf_chr    resw    1
4559 \c     kbuf_free   resw    1
4560 \c     kbuf        resw    16
4562 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
4563 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
4564 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
4566 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
4567 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
4569 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
4570 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
4572 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
4573 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
4574 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
4575 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
4577 \c         org     100h               ; it's a .COM program
4579 \c         jmp     setup              ; setup code comes last
4581 \c         ; the resident part of the TSR goes here
4582 \c setup:
4583 \c         ; now write the code that installs the TSR here
4585 \c absolute setup
4587 \c runtimevar1     resw    1
4588 \c runtimevar2     resd    20
4590 \c tsr_end:
4592 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
4593 after the setup has finished running, the space it took up can be
4594 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
4595 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
4596 needs to be made resident.
4599 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
4601 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
4602 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
4603 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
4604 defined in some other module and needs to be referred to by this
4605 one. Not every object-file format can support external variables:
4606 the \c{bin} format cannot.
4608 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
4609 argument is the name of a symbol:
4611 \c extern  _printf
4612 \c extern  _sscanf,_fscanf
4614 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
4615 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
4616 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
4617 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
4618 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
4619 by means of the directive
4621 \c extern  _variable:wrt dgroup
4623 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
4624 only in that it can take only one argument at a time: the support
4625 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
4627 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
4628 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
4629 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
4632 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
4634 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
4635 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
4636 linker errors, some other module must actually \e{define} the
4637 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
4638 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
4640 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
4641 the definition of the symbol.
4643 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
4644 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
4645 \c{GLOBAL} directive. For example:
4647 \c global _main
4648 \c _main:
4649 \c         ; some code
4651 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
4652 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
4653 example, lets you specify whether global data items are functions or
4654 data:
4656 \c global  hashlookup:function, hashtable:data
4658 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
4659 user-level form only in that it can take only one argument at a
4660 time.
4663 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
4665 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
4666 A common variable is much like a global variable declared in the
4667 uninitialized data section, so that
4669 \c common  intvar  4
4671 is similar in function to
4673 \c global  intvar
4674 \c section .bss
4676 \c intvar  resd    1
4678 The difference is that if more than one module defines the same
4679 common variable, then at link time those variables will be
4680 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
4681 at the same piece of memory.
4683 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
4684 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
4685 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
4686 specify the alignment requirements of a common variable:
4688 \c common  commvar  4:near  ; works in OBJ
4689 \c common  intarray 100:4   ; works in ELF: 4 byte aligned
4691 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
4692 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
4693 only one argument at a time.
4696 \H{CPU} \i\c{CPU}: Defining CPU Dependencies
4698 The \i\c{CPU} directive restricts assembly to those instructions which
4699 are available on the specified CPU.
4701 Options are:
4703 \b\c{CPU 8086}          Assemble only 8086 instruction set
4705 \b\c{CPU 186}           Assemble instructions up to the 80186 instruction set
4707 \b\c{CPU 286}           Assemble instructions up to the 286 instruction set
4709 \b\c{CPU 386}           Assemble instructions up to the 386 instruction set
4711 \b\c{CPU 486}           486 instruction set
4713 \b\c{CPU 586}           Pentium instruction set
4715 \b\c{CPU PENTIUM}       Same as 586
4717 \b\c{CPU 686}           P6 instruction set
4719 \b\c{CPU PPRO}          Same as 686
4721 \b\c{CPU P2}            Same as 686
4723 \b\c{CPU P3}            Pentium III (Katmai) instruction sets
4725 \b\c{CPU KATMAI}        Same as P3
4727 \b\c{CPU P4}            Pentium 4 (Willamette) instruction set
4729 \b\c{CPU WILLAMETTE}    Same as P4
4731 \b\c{CPU PRESCOTT}      Prescott instruction set
4733 \b\c{CPU X64}           x86-64 (x64/AMD64/Intel 64) instruction set
4735 \b\c{CPU IA64}          IA64 CPU (in x86 mode) instruction set
4737 All options are case insensitive.  All instructions will be selected
4738 only if they apply to the selected CPU or lower.  By default, all
4739 instructions are available.
4742 \H{FLOAT} \i\c{FLOAT}: Handling of \I{floating-point, constants}floating-point constants
4744 By default, floating-point constants are rounded to nearest, and IEEE
4745 denormals are supported.  The following options can be set to alter
4746 this behaviour:
4748 \b\c{FLOAT DAZ}         Flush denormals to zero
4750 \b\c{FLOAT NODAZ}       Do not flush denormals to zero (default)
4752 \b\c{FLOAT NEAR}        Round to nearest (default)
4754 \b\c{FLOAT UP}          Round up (toward +Infinity)
4756 \b\c{FLOAT DOWN}        Round down (toward -Infinity)
4758 \b\c{FLOAT ZERO}        Round toward zero
4760 \b\c{FLOAT DEFAULT}     Restore default settings
4762 The standard macros \i\c{__FLOAT_DAZ__}, \i\c{__FLOAT_ROUND__}, and
4763 \i\c{__FLOAT__} contain the current state, as long as the programmer
4764 has avoided the use of the brackeded primitive form, (\c{[FLOAT]}).
4766 \c{__FLOAT__} contains the full set of floating-point settings; this
4767 value can be saved away and invoked later to restore the setting.
4770 \C{outfmt} \i{Output Formats}
4772 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
4773 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
4774 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
4775 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
4776 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
4777 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
4779 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
4780 output file based on the input file name and the chosen output
4781 format. This will be generated by removing the \i{extension}
4782 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
4783 name, and substituting an extension defined by the output format.
4784 The extensions are given with each format below.
4787 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
4789 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
4790 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
4791 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
4792 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
4793 is also useful for \i{operating system} and \i{boot loader}
4794 development.
4796 The \c{bin} format supports \i{multiple section names}. For details of
4797 how NASM handles sections in the \c{bin} format, see \k{multisec}.
4799 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
4800 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit or 64-bit code,
4801 such as an OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
4802 or \I\c{BITS}\c{BITS 64} directive.
4804 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
4805 leaves your file name as it is once the original extension has been
4806 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
4807 into a binary file called \c{binprog}.
4810 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
4812 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
4813 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
4814 directive is to specify the origin address which NASM will assume
4815 the program begins at when it is loaded into memory.
4817 For example, the following code will generate the longword
4818 \c{0x00000104}:
4820 \c         org     0x100
4821 \c         dd      label
4822 \c label:
4824 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
4825 which allows you to jump around in the object file and overwrite
4826 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
4827 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
4828 offset which is added to all internal address references within the
4829 section; it does not permit any of the trickery that MASM's version
4830 does. See \k{proborg} for further comments.
4833 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
4834 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
4836 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
4837 directive to allow you to specify the alignment requirements of
4838 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
4839 end of the section-definition line. For example,
4841 \c section .data   align=16
4843 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
4844 aligned on a 16-byte boundary.
4846 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
4847 section start address must be forced to zero. The alignment value
4848 given may be any power of two.\I{section alignment, in
4849 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
4852 \S{multisec} \i{Multisection}\I{bin, multisection} Support for the \c{bin} Format
4854 The \c{bin} format allows the use of multiple sections, of arbitrary names,
4855 besides the "known" \c{.text}, \c{.data}, and \c{.bss} names.
4857 \b Sections may be designated \i\c{progbits} or \i\c{nobits}. Default
4858 is \c{progbits} (except \c{.bss}, which defaults to \c{nobits},
4859 of course).
4861 \b Sections can be aligned at a specified boundary following the previous
4862 section with \c{align=}, or at an arbitrary byte-granular position with
4863 \i\c{start=}.
4865 \b Sections can be given a virtual start address, which will be used
4866 for the calculation of all memory references within that section
4867 with \i\c{vstart=}.
4869 \b Sections can be ordered using \i\c{follows=}\c{<section>} or
4870 \i\c{vfollows=}\c{<section>} as an alternative to specifying an explicit
4871 start address.
4873 \b Arguments to \c{org}, \c{start}, \c{vstart}, and \c{align=} are
4874 critical expressions. See \k{crit}. E.g. \c{align=(1 << ALIGN_SHIFT)}
4875 - \c{ALIGN_SHIFT} must be defined before it is used here.
4877 \b Any code which comes before an explicit \c{SECTION} directive
4878 is directed by default into the \c{.text} section.
4880 \b If an \c{ORG} statement is not given, \c{ORG 0} is used
4881 by default.
4883 \b The \c{.bss} section will be placed after the last \c{progbits}
4884 section, unless \c{start=}, \c{vstart=}, \c{follows=}, or \c{vfollows=}
4885 has been specified.
4887 \b All sections are aligned on dword boundaries, unless a different
4888 alignment has been specified.
4890 \b Sections may not overlap.
4892 \b NASM creates the \c{section.<secname>.start} for each section,
4893 which may be used in your code.
4895 \S{map}\i{Map Files}
4897 Map files can be generated in \c{-f bin} format by means of the \c{[map]}
4898 option. Map types of \c{all} (default), \c{brief}, \c{sections}, \c{segments},
4899 or \c{symbols} may be specified. Output may be directed to \c{stdout}
4900 (default), \c{stderr}, or a specified file. E.g.
4901 \c{[map symbols myfile.map]}. No "user form" exists, the square
4902 brackets must be used.
4905 \H{ithfmt} \i\c{ith}: \i{Intel Hex} Output
4907 The \c{ith} file format produces Intel hex-format files.  Just as the
4908 \c{bin} format, this is a flat memory image format with no support for
4909 relocation or linking.  It is usually used with ROM programmers and
4910 similar utilities.
4912 All extensions supported by the \c{bin} file format is also supported by
4913 the \c{ith} file format.
4915 \c{ith} provides a default output file-name extension of \c{.ith}.
4918 \H{srecfmt} \i\c{srec}: \i{Motorola S-Records} Output
4920 The \c{srec} file format produces Motorola S-records files.  Just as the
4921 \c{bin} format, this is a flat memory image format with no support for
4922 relocation or linking.  It is usually used with ROM programmers and
4923 similar utilities.
4925 All extensions supported by the \c{bin} file format is also supported by
4926 the \c{srec} file format.
4928 \c{srec} provides a default output file-name extension of \c{.srec}.
4931 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
4933 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
4934 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
4935 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
4936 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
4938 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4940 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
4941 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
4942 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
4943 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
4944 file format.
4946 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
4947 can call your segments anything you like. Typical names for segments
4948 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
4950 If your source file contains code before specifying an explicit
4951 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
4952 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
4954 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
4955 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
4956 address of the segment. So, for example:
4958 \c segment data
4960 \c dvar:   dw      1234
4962 \c segment code
4964 \c function:
4965 \c         mov     ax,data         ; get segment address of data
4966 \c         mov     ds,ax           ; and move it into DS
4967 \c         inc     word [dvar]     ; now this reference will work
4968 \c         ret
4970 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
4971 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
4972 like
4974 \c extern  foo
4976 \c       mov   ax,seg foo            ; get preferred segment of foo
4977 \c       mov   ds,ax
4978 \c       mov   ax,data               ; a different segment
4979 \c       mov   es,ax
4980 \c       mov   ax,[ds:foo]           ; this accesses `foo'
4981 \c       mov   [es:foo wrt data],bx  ; so does this
4984 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
4985 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
4987 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
4988 directive to allow you to specify various properties of the segment
4989 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
4990 end of the segment-definition line. For example,
4992 \c segment code private align=16
4994 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
4995 segment, and requires that the portion of it described in this code
4996 module must be aligned on a 16-byte boundary.
4998 The available qualifiers are:
5000 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
5001 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
5002 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
5003 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
5004 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
5005 than stuck end-to-end.
5007 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
5008 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
5009 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
5010 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
5011 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
5012 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
5013 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
5014 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
5015 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
5017 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
5018 indicates to the linker that segments of the same class should be
5019 placed near each other in the output file. The class name can be any
5020 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
5022 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
5023 as an argument, and provides overlay information to an
5024 overlay-capable linker.
5026 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
5027 the effect of recording the choice in the object file and also
5028 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
5029 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
5031 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
5032 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
5033 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
5034 defines the group if it is not already defined.
5036 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
5037 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
5038 are currently known to make sensible use of this feature;
5039 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
5040 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
5041 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
5043 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
5044 class, no overlay, and \c{USE16}.
5047 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
5049 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
5050 single segment register can be used to refer to all the segments in
5051 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
5052 you can code
5054 \c segment data
5056 \c         ; some data
5058 \c segment bss
5060 \c         ; some uninitialized data
5062 \c group dgroup data bss
5064 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
5065 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
5066 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
5067 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
5068 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
5069 segment register.
5071 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
5072 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
5073 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
5074 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
5075 base rather than the segment base.
5077 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
5078 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
5079 segment which is part of more than one group will default to being
5080 relative to the first group that was defined to contain the segment.
5082 A group does not have to contain any segments; you can still make
5083 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
5084 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
5085 \c{FLAT} with no segments in it.
5088 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
5090 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
5091 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
5092 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
5093 segment, group and symbol names that are written to the object file
5094 to be forced to upper case just before being written. Within a
5095 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
5096 be written entirely in upper case if desired.
5098 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
5101 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
5102 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
5104 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
5105 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
5106 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
5107 as well as using the \c{IMPORT} directive.
5109 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
5110 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
5111 wish to import and the name of the library you wish to import it
5112 from. For example:
5114 \c     import  WSAStartup wsock32.dll
5116 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
5117 known in the library you are importing it from, in case this is not
5118 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
5119 once you have imported it. For example:
5121 \c     import  asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
5124 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
5125 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
5127 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
5128 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
5129 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
5130 using the \c{EXPORT} directive.
5132 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
5133 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
5134 optional second parameter (separated by white space from the first)
5135 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
5136 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
5137 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
5138 off.
5140 Further parameters can be given to define attributes of the exported
5141 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
5142 space. If further parameters are given, the external name must also
5143 be specified, even if it is the same as the internal name. The
5144 available attributes are:
5146 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
5147 resident by the system loader. This is an optimisation for
5148 frequently used symbols imported by name.
5150 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
5151 does not make use of any initialized data.
5153 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
5154 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
5155 between 32-bit and 16-bit segments.
5157 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
5158 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
5159 the desired number.
5161 For example:
5163 \c     export  myfunc
5164 \c     export  myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
5165 \c     export  myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
5166 \c     export  myfunc myfunc resident parm=23 nodata
5169 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
5170 Point}
5172 \c{OMF} linkers require exactly one of the object files being linked to
5173 define the program entry point, where execution will begin when the
5174 program is run. If the object file that defines the entry point is
5175 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
5176 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
5177 begin.
5180 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
5181 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
5183 If you declare an external symbol with the directive
5185 \c     extern  foo
5187 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
5188 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
5189 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
5190 \c{foo} you will usually need to do something like
5192 \c         mov     ax,seg foo      ; get preferred segment base
5193 \c         mov     es,ax           ; move it into ES
5194 \c         mov     ax,[es:foo]     ; and use offset `foo' from it
5196 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
5197 is going to be accessible from a given segment or group, say
5198 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
5199 simply code
5201 \c         mov     ax,[foo wrt dgroup]
5203 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
5204 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
5205 alternative form
5207 \c     extern  foo:wrt dgroup
5209 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
5210 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
5211 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
5212 \c{foo wrt dgroup}.
5214 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
5215 to make externals appear to be relative to any group or segment in
5216 your program. It can also be applied to common variables: see
5217 \k{objcommon}.
5220 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
5221 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
5223 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
5224 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
5225 specify which your variables should be by the use of the syntax
5227 \c common  nearvar 2:near   ; `nearvar' is a near common
5228 \c common  farvar  10:far   ; and `farvar' is far
5230 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
5231 OMF specification says that they are declared as a number of
5232 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
5233 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
5234 five-byte elements or one ten-byte element.
5236 Some \c{OMF} linkers require the \I{element size, in common
5237 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
5238 the variable size, to match when resolving common variables declared
5239 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
5240 the element size on your far common variables. This is done by the
5241 following syntax:
5243 \c common  c_5by2  10:far 5        ; two five-byte elements
5244 \c common  c_2by5  10:far 2        ; five two-byte elements
5246 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
5247 keyword is not required when an element size is specified, since
5248 only far commons may have element sizes at all. So the above
5249 declarations could equivalently be
5251 \c common  c_5by2  10:5            ; two five-byte elements
5252 \c common  c_2by5  10:2            ; five two-byte elements
5254 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
5255 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
5256 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
5258 \c common  foo     10:wrt dgroup
5259 \c common  bar     16:far 2:wrt data
5260 \c common  baz     24:wrt data:6
5263 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
5265 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
5266 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
5267 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
5268 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
5270 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
5272 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
5273 \c{COFF} (Common Object File Format) standard, the object files produced
5274 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
5275 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
5276 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
5277 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
5278 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
5279 files that Win32 linkers can generate correct output from.
5282 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
5283 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
5285 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
5286 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5287 and properties of sections you declare. Section types and properties
5288 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
5289 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
5290 these qualifiers.
5292 The available qualifiers are:
5294 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
5295 code section. This marks the section as readable and executable, but
5296 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
5297 section is code.
5299 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
5300 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
5301 writable, but not executable. \c{data} declares an initialized data
5302 section, whereas \c{bss} declares an uninitialized data section.
5304 \b \c{rdata} declares an initialized data section that is readable
5305 but not writable. Microsoft compilers use this section to place
5306 constants in it.
5308 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
5309 which is not included in the executable file by the linker, but may
5310 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
5311 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
5312 linker to interpret the contents of the section as command-line
5313 options.
5315 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5316 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
5317 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
5318 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
5319 request a greater section alignment than this. If alignment is not
5320 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
5321 sections, 8-byte alignment for rdata sections and 4-byte alignment
5322 for data (and BSS) sections.
5323 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
5324 alignment), though the value does not matter.
5326 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5327 qualifiers are:
5329 \c section .text    code  align=16
5330 \c section .data    data  align=4
5331 \c section .rdata   rdata align=8
5332 \c section .bss     bss   align=4
5334 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
5336 \S{win32safeseh} \c{win32}: Safe Structured Exception Handling
5338 Among other improvements in Windows XP SP2 and Windows Server 2003
5339 Microsoft has introduced concept of "safe structured exception
5340 handling." General idea is to collect handlers' entry points in
5341 designated read-only table and have alleged entry point verified
5342 against this table prior exception control is passed to the handler. In
5343 order for an executable module to be equipped with such "safe exception
5344 handler table," all object modules on linker command line has to comply
5345 with certain criteria. If one single module among them does not, then
5346 the table in question is omitted and above mentioned run-time checks
5347 will not be performed for application in question. Table omission is by
5348 default silent and therefore can be easily overlooked. One can instruct
5349 linker to refuse to produce binary without such table by passing
5350 \c{/safeseh} command line option.
5352 Without regard to this run-time check merits it's natural to expect
5353 NASM to be capable of generating modules suitable for \c{/safeseh}
5354 linking. From developer's viewpoint the problem is two-fold:
5356 \b how to adapt modules not deploying exception handlers of their own;
5358 \b how to adapt/develop modules utilizing custom exception handling;
5360 Former can be easily achieved with any NASM version by adding following
5361 line to source code:
5363 \c $@feat.00 equ 1
5365 As of version 2.03 NASM adds this absolute symbol automatically. If
5366 it's not already present to be precise. I.e. if for whatever reason
5367 developer would choose to assign another value in source file, it would
5368 still be perfectly possible.
5370 Registering custom exception handler on the other hand requires certain
5371 "magic." As of version 2.03 additional directive is implemented,
5372 \c{safeseh}, which instructs the assembler to produce appropriately
5373 formatted input data for above mentioned "safe exception handler
5374 table." Its typical use would be:
5376 \c section .text
5377 \c extern  _MessageBoxA@16
5378 \c %if     __NASM_VERSION_ID__ >= 0x02030000
5379 \c safeseh handler         ; register handler as "safe handler"
5380 \c %endif
5381 \c handler:
5382 \c         push    DWORD 1 ; MB_OKCANCEL
5383 \c         push    DWORD caption
5384 \c         push    DWORD text
5385 \c         push    DWORD 0
5386 \c         call    _MessageBoxA@16
5387 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5388 \c                         ; for exception handler
5389 \c         ret
5390 \c global  _main
5391 \c _main:
5392 \c         push    DWORD handler
5393 \c         push    DWORD [fs:0]
5394 \c         mov     DWORD [fs:0],esp ; engage exception handler
5395 \c         xor     eax,eax
5396 \c         mov     eax,DWORD[eax]   ; cause exception
5397 \c         pop     DWORD [fs:0]     ; disengage exception handler
5398 \c         add     esp,4
5399 \c         ret
5400 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5401 \c caption:db      'SEGV',0
5403 \c section .drectve info
5404 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5406 As you might imagine, it's perfectly possible to produce .exe binary
5407 with "safe exception handler table" and yet engage unregistered
5408 exception handler. Indeed, handler is engaged by simply manipulating
5409 \c{[fs:0]} location at run-time, something linker has no power over,
5410 run-time that is. It should be explicitly mentioned that such failure
5411 to register handler's entry point with \c{safeseh} directive has
5412 undesired side effect at run-time. If exception is raised and
5413 unregistered handler is to be executed, the application is abruptly
5414 terminated without any notification whatsoever. One can argue that
5415 system could  at least have logged some kind "non-safe exception
5416 handler in x.exe at address n" message in event log, but no, literally
5417 no notification is provided and user is left with no clue on what
5418 caused application failure.
5420 Finally, all mentions of linker in this paragraph refer to Microsoft
5421 linker version 7.x and later. Presence of \c{@feat.00} symbol and input
5422 data for "safe exception handler table" causes no backward
5423 incompatibilities and "safeseh" modules generated by NASM 2.03 and
5424 later can still be linked by earlier versions or non-Microsoft linkers.
5426 \S{codeview} Debugging formats for Windows
5427 \I{Windows debugging formats}
5429 The \c{win32} and \c{win64} formats support the Microsoft CodeView
5430 debugging format.  Currently CodeView version 8 format is supported
5431 (\i\c{cv8}), but newer versions of the CodeView debugger should be
5432 able to handle this format as well.
5435 \H{win64fmt} \i\c{win64}: Microsoft Win64 Object Files
5437 The \c{win64} output format generates Microsoft Win64 object files,
5438 which is nearly 100% identical to the \c{win32} object format (\k{win32fmt})
5439 with the exception that it is meant to target 64-bit code and the x86-64
5440 platform altogether. This object file is used exactly the same as the \c{win32}
5441 object format (\k{win32fmt}), in NASM, with regard to this exception.
5443 \S{win64pic} \c{win64}: Writing Position-Independent Code
5445 While \c{REL} takes good care of RIP-relative addressing, there is one
5446 aspect that is easy to overlook for a Win64 programmer: indirect
5447 references. Consider a switch dispatch table:
5449 \c         jmp     qword [dsptch+rax*8]
5450 \c         ...
5451 \c dsptch: dq      case0
5452 \c         dq      case1
5453 \c         ...
5455 Even a novice Win64 assembler programmer will soon realize that the code
5456 is not 64-bit savvy. Most notably linker will refuse to link it with
5458 \c 'ADDR32' relocation to '.text' invalid without /LARGEADDRESSAWARE:NO
5460 So [s]he will have to split jmp instruction as following:
5462 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5463 \c         jmp     qword [rbx+rax*8]
5465 What happens behind the scene is that effective address in \c{lea} is
5466 encoded relative to instruction pointer, or in perfectly
5467 position-independent manner. But this is only part of the problem!
5468 Trouble is that in .dll context \c{caseN} relocations will make their
5469 way to the final module and might have to be adjusted at .dll load
5470 time. To be specific when it can't be loaded at preferred address. And
5471 when this occurs, pages with such relocations will be rendered private
5472 to current process, which kind of undermines the idea of sharing .dll.
5473 But no worry, it's trivial to fix:
5475 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5476 \c         add     rbx,[rbx+rax*8]
5477 \c         jmp     rbx
5478 \c         ...
5479 \c dsptch: dq      case0-dsptch
5480 \c         dq      case1-dsptch
5481 \c         ...
5483 NASM version 2.03 and later provides another alternative, \c{wrt
5484 ..imagebase} operator, which returns offset from base address of the
5485 current image, be it .exe or .dll module, therefore the name. For those
5486 acquainted with PE-COFF format base address denotes start of
5487 \c{IMAGE_DOS_HEADER} structure. Here is how to implement switch with
5488 these image-relative references:
5490 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5491 \c         mov     eax,[rbx+rax*4]
5492 \c         sub     rbx,dsptch wrt ..imagebase
5493 \c         add     rbx,rax
5494 \c         jmp     rbx
5495 \c         ...
5496 \c dsptch: dd      case0 wrt ..imagebase
5497 \c         dd      case1 wrt ..imagebase
5499 One can argue that the operator is redundant. Indeed,  snippet before
5500 last works just fine with any NASM version and is not even Windows
5501 specific... The real reason for implementing \c{wrt ..imagebase} will
5502 become apparent in next paragraph.
5504 It should be noted that \c{wrt ..imagebase} is defined as 32-bit
5505 operand only:
5507 \c         dd      label wrt ..imagebase           ; ok
5508 \c         dq      label wrt ..imagebase           ; bad
5509 \c         mov     eax,label wrt ..imagebase       ; ok
5510 \c         mov     rax,label wrt ..imagebase       ; bad
5512 \S{win64seh} \c{win64}: Structured Exception Handling
5514 Structured exception handing in Win64 is completely different matter
5515 from Win32. Upon exception program counter value is noted, and
5516 linker-generated table comprising start and end addresses of all the
5517 functions [in given executable module] is traversed and compared to the
5518 saved program counter. Thus so called \c{UNWIND_INFO} structure is
5519 identified. If it's not found, then offending subroutine is assumed to
5520 be "leaf" and just mentioned lookup procedure is attempted for its
5521 caller. In Win64 leaf function is such function that does not call any
5522 other function \e{nor} modifies any Win64 non-volatile registers,
5523 including stack pointer. The latter ensures that it's possible to
5524 identify leaf function's caller by simply pulling the value from the
5525 top of the stack.
5527 While majority of subroutines written in assembler are not calling any
5528 other function, requirement for non-volatile registers' immutability
5529 leaves developer with not more than 7 registers and no stack frame,
5530 which is not necessarily what [s]he counted with. Customarily one would
5531 meet the requirement by saving non-volatile registers on stack and
5532 restoring them upon return, so what can go wrong? If [and only if] an
5533 exception is raised at run-time and no \c{UNWIND_INFO} structure is
5534 associated with such "leaf" function, the stack unwind procedure will
5535 expect to find caller's return address on the top of stack immediately
5536 followed by its frame. Given that developer pushed caller's
5537 non-volatile registers on stack, would the value on top point at some
5538 code segment or even addressable space? Well, developer can attempt
5539 copying caller's return address to the top of stack and this would
5540 actually work in some very specific circumstances. But unless developer
5541 can guarantee that these circumstances are always met, it's more
5542 appropriate to assume worst case scenario, i.e. stack unwind procedure
5543 going berserk. Relevant question is what happens then? Application is
5544 abruptly terminated without any notification whatsoever. Just like in
5545 Win32 case, one can argue that system could at least have logged
5546 "unwind procedure went berserk in x.exe at address n" in event log, but
5547 no, no trace of failure is left.
5549 Now, when we understand significance of the \c{UNWIND_INFO} structure,
5550 let's discuss what's in it and/or how it's processed. First of all it
5551 is checked for presence of reference to custom language-specific
5552 exception handler. If there is one, then it's invoked. Depending on the
5553 return value, execution flow is resumed (exception is said to be
5554 "handled"), \e{or} rest of \c{UNWIND_INFO} structure is processed as
5555 following. Beside optional reference to custom handler, it carries
5556 information about current callee's stack frame and where non-volatile
5557 registers are saved. Information is detailed enough to be able to
5558 reconstruct contents of caller's non-volatile registers upon call to
5559 current callee. And so caller's context is reconstructed, and then
5560 unwind procedure is repeated, i.e. another \c{UNWIND_INFO} structure is
5561 associated, this time, with caller's instruction pointer, which is then
5562 checked for presence of reference to language-specific handler, etc.
5563 The procedure is recursively repeated till exception is handled. As
5564 last resort system "handles" it by generating memory core dump and
5565 terminating the application.
5567 As for the moment of this writing NASM unfortunately does not
5568 facilitate generation of above mentioned detailed information about
5569 stack frame layout. But as of version 2.03 it implements building
5570 blocks for generating structures involved in stack unwinding. As
5571 simplest example, here is how to deploy custom exception handler for
5572 leaf function:
5574 \c default rel
5575 \c section .text
5576 \c extern  MessageBoxA
5577 \c handler:
5578 \c         sub     rsp,40
5579 \c         mov     rcx,0
5580 \c         lea     rdx,[text]
5581 \c         lea     r8,[caption]
5582 \c         mov     r9,1    ; MB_OKCANCEL
5583 \c         call    MessageBoxA
5584 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5585 \c                         ; for exception handler
5586 \c         add     rsp,40
5587 \c         ret
5588 \c global  main
5589 \c main:
5590 \c         xor     rax,rax
5591 \c         mov     rax,QWORD[rax]  ; cause exception
5592 \c         ret
5593 \c main_end:
5594 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5595 \c caption:db      'SEGV',0
5597 \c section .pdata  rdata align=4
5598 \c         dd      main wrt ..imagebase
5599 \c         dd      main_end wrt ..imagebase
5600 \c         dd      xmain wrt ..imagebase
5601 \c section .xdata  rdata align=8
5602 \c xmain:  db      9,0,0,0
5603 \c         dd      handler wrt ..imagebase
5604 \c section .drectve info
5605 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5607 What you see in \c{.pdata} section is element of the "table comprising
5608 start and end addresses of function" along with reference to associated
5609 \c{UNWIND_INFO} structure. And what you see in \c{.xdata} section is
5610 \c{UNWIND_INFO} structure describing function with no frame, but with
5611 designated exception handler. References are \e{required} to be
5612 image-relative (which is the real reason for implementing \c{wrt
5613 ..imagebase} operator). It should be noted that \c{rdata align=n}, as
5614 well as \c{wrt ..imagebase}, are optional in these two segments'
5615 contexts, i.e. can be omitted. Latter means that \e{all} 32-bit
5616 references, not only above listed required ones, placed into these two
5617 segments turn out image-relative. Why is it important to understand?
5618 Developer is allowed to append handler-specific data to \c{UNWIND_INFO}
5619 structure, and if [s]he adds a 32-bit reference, then [s]he will have
5620 to remember to adjust its value to obtain the real pointer.
5622 As already mentioned, in Win64 terms leaf function is one that does not
5623 call any other function \e{nor} modifies any non-volatile register,
5624 including stack pointer. But it's not uncommon that assembler
5625 programmer plans to utilize every single register and sometimes even
5626 have variable stack frame. Is there anything one can do with bare
5627 building blocks? I.e. besides manually composing fully-fledged
5628 \c{UNWIND_INFO} structure, which would surely be considered
5629 error-prone? Yes, there is. Recall that exception handler is called
5630 first, before stack layout is analyzed. As it turned out, it's
5631 perfectly possible to manipulate current callee's context in custom
5632 handler in manner that permits further stack unwinding. General idea is
5633 that handler would not actually "handle" the exception, but instead
5634 restore callee's context, as it was at its entry point and thus mimic
5635 leaf function. In other words, handler would simply undertake part of
5636 unwinding procedure. Consider following example:
5638 \c function:
5639 \c         mov     rax,rsp         ; copy rsp to volatile register
5640 \c         push    r15             ; save non-volatile registers
5641 \c         push    rbx
5642 \c         push    rbp
5643 \c         mov     r11,rsp         ; prepare variable stack frame
5644 \c         sub     r11,rcx
5645 \c         and     r11,-64
5646 \c         mov     QWORD[r11],rax  ; check for exceptions
5647 \c         mov     rsp,r11         ; allocate stack frame
5648 \c         mov     QWORD[rsp],rax  ; save original rsp value
5649 \c magic_point:
5650 \c         ...
5651 \c         mov     r11,QWORD[rsp]  ; pull original rsp value
5652 \c         mov     rbp,QWORD[r11-24]
5653 \c         mov     rbx,QWORD[r11-16]
5654 \c         mov     r15,QWORD[r11-8]
5655 \c         mov     rsp,r11         ; destroy frame
5656 \c         ret
5658 The keyword is that up to \c{magic_point} original \c{rsp} value
5659 remains in chosen volatile register and no non-volatile register,
5660 except for \c{rsp}, is modified. While past \c{magic_point} \c{rsp}
5661 remains constant till the very end of the \c{function}. In this case
5662 custom language-specific exception handler would look like this:
5664 \c EXCEPTION_DISPOSITION handler (EXCEPTION_RECORD *rec,ULONG64 frame,
5665 \c         CONTEXT *context,DISPATCHER_CONTEXT *disp)
5666 \c {   ULONG64 *rsp;
5667 \c     if (context->Rip<(ULONG64)magic_point)
5668 \c         rsp = (ULONG64 *)context->Rax;
5669 \c     else
5670 \c     {   rsp = ((ULONG64 **)context->Rsp)[0];
5671 \c         context->Rbp = rsp[-3];
5672 \c         context->Rbx = rsp[-2];
5673 \c         context->R15 = rsp[-1];
5674 \c     }
5675 \c     context->Rsp = (ULONG64)rsp;
5677 \c     memcpy (disp->ContextRecord,context,sizeof(CONTEXT));
5678 \c     RtlVirtualUnwind(UNW_FLAG_NHANDLER,disp->ImageBase,
5679 \c         dips->ControlPc,disp->FunctionEntry,disp->ContextRecord,
5680 \c         &disp->HandlerData,&disp->EstablisherFrame,NULL);
5681 \c     return ExceptionContinueSearch;
5682 \c }
5684 As custom handler mimics leaf function, corresponding \c{UNWIND_INFO}
5685 structure does not have to contain any information about stack frame
5686 and its layout.
5688 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
5690 The \c{coff} output type produces \c{COFF} object files suitable for
5691 linking with the \i{DJGPP} linker.
5693 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5695 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
5696 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
5697 the \c{info} section type are not supported.
5699 \H{machofmt} \I{Mach-O}\i\c{macho32} and \i\c{macho64}: \i{Mach Object File Format}
5701 The \c{macho32} and \c{macho64} output formts produces Mach-O
5702 object files suitable for linking with the \i{MacOS X} linker.
5703 \i\c{macho} is a synonym for \c{macho32}.
5705 \c{macho} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5707 \S{machosect} \c{macho} extensions to the \c{SECTION} Directive
5708 \I{SECTION, macho extensions to}
5710 The \c{macho} output format specifies section names in the format
5711 "\e{segment}\c{,}\e{section}".  No spaces are allowed around the
5712 comma.  The following flags can also be specified:
5714 \b \c{data} - this section contains initialized data items
5716 \b \c{text} - this section contains code exclusively
5718 \b \c{mixed} - this section contains both code and data
5720 \b \c{bss} - this section is uninitialized and filled with zero
5722 \b \c{align=}\e{alignment} - specify section alignment
5724 The default is \c{data}, unless the section name is \c{__text} or
5725 \c{__bss} in which case the default is \c{text} or \c{bss},
5726 respectively.
5728 For compatibility with other Unix platforms, the following standard
5729 names are also supported:
5731 \c .text    = __TEXT,__text  text
5732 \c .rodata  = __DATA,__const data
5733 \c .data    = __DATA,__data  data
5734 \c .bss     = __DATA,__bss   bss
5736 If the \c{.rodata} section contains no relocations, it is instead put
5737 into the \c{__TEXT,__const} section unless this section has already
5738 been specified explicitly.  However, it is probably better to specify
5739 \c{__TEXT,__const} and \c{__DATA,__const} explicitly as appropriate.
5741 \S{machotls} \i{Thread Local Storage in Mach-O}\I{TLS}: \c{macho} special
5742 symbols and \i\c{WRT}
5744 Mach-O defines the following special symbols that can be used on the
5745 right-hand side of the \c{WRT} operator:
5747 \b \c{..tlvp} is used to specify access to thread-local storage.
5749 \b \c{..gotpcrel} is used to specify references to the Global Offset
5750    Table.  The GOT is supported in the \c{macho64} format only.
5753 \H{elffmt} \i\c{elf32}, \i\c{elf64}, \i\c{elfx32}: \I{ELF}\I{linux, elf}\i{Executable and Linkable
5754 Format} Object Files
5756 The \c{elf32}, \c{elf64} and \c{elfx32} output formats generate
5757 \c{ELF32 and ELF64} (Executable and Linkable Format) object files, as
5758 used by Linux as well as \i{Unix System V}, including \i{Solaris x86},
5759 \i{UnixWare} and \i{SCO Unix}. \c{elf} provides a default output
5760 file-name extension of \c{.o}.  \c{elf} is a synonym for \c{elf32}.
5762 The \c{elfx32} format is used for the \i{x32} ABI, which is a 32-bit
5763 ABI with the CPU in 64-bit mode.
5765 \S{abisect} ELF specific directive \i\c{osabi}
5767 The ELF header specifies the application binary interface for the
5768 target operating system (OSABI).  This field can be set by using the
5769 \c{osabi} directive with the numeric value (0-255) of the target
5770 system. If this directive is not used, the default value will be "UNIX
5771 System V ABI" (0) which will work on most systems which support ELF.
5773 \S{elfsect} \c{elf} extensions to the \c{SECTION} Directive
5774 \I{SECTION, elf extensions to}
5776 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
5777 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5778 and properties of sections you declare. Section types and properties
5779 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
5780 names}, but may still be
5781 overridden by these qualifiers.
5783 The available qualifiers are:
5785 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
5786 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
5787 which is not, such as an informational or comment section.
5789 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
5790 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
5791 which should not.
5793 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
5794 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
5795 not.
5797 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
5798 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
5799 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
5800 contents given, such as a BSS section.
5802 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5803 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
5804 requirements of the section.
5806 \b \i\c{tls} defines the section to be one which contains
5807 thread local variables.
5809 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5810 qualifiers are:
5812 \I\c{.text} \I\c{.rodata} \I\c{.lrodata} \I\c{.data} \I\c{.ldata}
5813 \I\c{.bss} \I\c{.lbss} \I\c{.tdata} \I\c{.tbss} \I\c\{.comment}
5815 \c section .text    progbits  alloc   exec    nowrite  align=16
5816 \c section .rodata  progbits  alloc   noexec  nowrite  align=4
5817 \c section .lrodata progbits  alloc   noexec  nowrite  align=4
5818 \c section .data    progbits  alloc   noexec  write    align=4
5819 \c section .ldata   progbits  alloc   noexec  write    align=4
5820 \c section .bss     nobits    alloc   noexec  write    align=4
5821 \c section .lbss    nobits    alloc   noexec  write    align=4
5822 \c section .tdata   progbits  alloc   noexec  write    align=4    tls
5823 \c section .tbss    nobits    alloc   noexec  write    align=4    tls
5824 \c section .comment progbits  noalloc noexec  nowrite  align=1
5825 \c section other    progbits  alloc   noexec  nowrite  align=1
5827 (Any section name other than those in the above table
5828  is treated by default like \c{other} in the above table.
5829  Please note that section names are case sensitive.)
5832 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{macho} Special
5833 Symbols and \i\c{WRT}
5835 Since \c{ELF} does not support segment-base references, the \c{WRT}
5836 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
5837 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
5838 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
5839 types.
5841 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
5842 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
5843 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
5844 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarized here:
5846 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
5847 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
5848 beginning of the current section to the global offset table.
5849 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
5850 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
5851 result to get the real address of the GOT.
5853 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
5854 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
5855 the specified location, so that adding on the address of the GOT
5856 would give the real address of the location you wanted.
5858 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
5859 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5860 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
5861 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
5862 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
5863 address of the symbol.
5865 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
5866 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
5867 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
5868 only use this in contexts which would generate a PC-relative
5869 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
5870 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
5871 entries absolutely.
5873 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
5874 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
5875 relative to the start of the section and then adding on the offset
5876 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
5877 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
5878 peculiarity of the dynamic linker.
5880 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
5881 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
5883 \S{elftls} \i{Thread Local Storage in ELF}\I{TLS}: \c{elf} Special
5884 Symbols and \i\c{WRT}
5886 \b In ELF32 mode, referring to an external or global symbol using
5887 \c{wrt ..tlsie} \I\c{..tlsie}
5888 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5889 offset of the symbol within the TLS block, so you can access the value
5890 of the symbol with code such as:
5892 \c        mov  eax,[tid wrt ..tlsie]
5893 \c        mov  [gs:eax],ebx
5896 \b In ELF64 or ELFx32 mode, referring to an external or global symbol using
5897 \c{wrt ..gottpoff} \I\c{..gottpoff}
5898 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5899 offset of the symbol within the TLS block, so you can access the value
5900 of the symbol with code such as:
5902 \c        mov   rax,[rel tid wrt ..gottpoff]
5903 \c        mov   rcx,[fs:rax]
5906 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
5907 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
5909 \c{ELF} object files can contain more information about a global symbol
5910 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
5911 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
5912 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
5913 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
5914 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
5915 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
5916 to specify these features.
5918 You can specify whether a global variable is a function or a data
5919 object by suffixing the name with a colon and the word
5920 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
5921 \c{data}.) For example:
5923 \c global   hashlookup:function, hashtable:data
5925 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
5926 \c{hashtable} as a data object.
5928 Optionally, you can control the ELF visibility of the symbol.  Just
5929 add one of the visibility keywords: \i\c{default}, \i\c{internal},
5930 \i\c{hidden}, or \i\c{protected}.  The default is \i\c{default} of
5931 course.  For example, to make \c{hashlookup} hidden:
5933 \c global   hashlookup:function hidden
5935 You can also specify the size of the data associated with the
5936 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
5937 forward references) after the type specifier. Like this:
5939 \c global  hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
5941 \c hashtable:
5942 \c         db this,that,theother  ; some data here
5943 \c .end:
5945 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
5946 place that information into the \c{ELF} symbol table.
5948 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
5949 writing shared library code. For more information, see
5950 \k{picglobal}.
5953 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive
5954 \I{COMMON, elf extensions to}
5956 \c{ELF} also allows you to specify alignment requirements \I{common
5957 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
5958 common variables. This is done by putting a number (which must be a
5959 power of two) after the name and size of the common variable,
5960 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
5961 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
5963 \c common  dwordarray 128:4
5965 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
5966 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
5969 \S{elf16} 16-bit code and ELF
5970 \I{ELF, 16-bit code and}
5972 The \c{ELF32} specification doesn't provide relocations for 8- and
5973 16-bit values, but the GNU \c{ld} linker adds these as an extension.
5974 NASM can generate GNU-compatible relocations, to allow 16-bit code to
5975 be linked as ELF using GNU \c{ld}. If NASM is used with the
5976 \c{-w+gnu-elf-extensions} option, a warning is issued when one of
5977 these relocations is generated.
5979 \S{elfdbg} Debug formats and ELF
5980 \I{ELF, Debug formats and}
5982 ELF provides debug information in \c{STABS} and \c{DWARF} formats.
5983 Line number information is generated for all executable sections, but please
5984 note that only the ".text" section is executable by default.
5986 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\I{linux, a.out}\c{a.out} Object Files
5988 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form used
5989 by early Linux systems (current Linux systems use ELF, see
5990 \k{elffmt}.) These differ from other \c{a.out} object files in that
5991 the magic number in the first four bytes of the file is
5992 different; also, some implementations of \c{a.out}, for example
5993 NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
5994 implementation does not.
5996 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5998 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
5999 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
6000 extensions to any standard directives. It supports only the three
6001 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
6004 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
6005 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
6007 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
6008 used by the various free \c{BSD Unix} clones, \c{NetBSD}, \c{FreeBSD}
6009 and \c{OpenBSD}. For simple object files, this object format is exactly
6010 the same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
6011 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
6012 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
6013 format, so you can use it to write \c{BSD} \i{shared libraries}.
6015 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
6017 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
6018 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
6019 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
6020 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
6021 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
6023 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
6024 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
6025 this.
6028 \H{as86fmt} \c{as86}: \i{Minix}/Linux\I{linux, as86} \i\c{as86} Object Files
6030 The Minix/Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard
6031 object file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
6032 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
6033 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
6034 itself \c{a.out}.
6036 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
6037 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
6039 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
6040 of view). It supports no special directives, no use of \c{SEG} or \c{WRT},
6041 and no extensions to any standard directives. It supports only the three
6042 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.  The
6043 only special symbol supported is \c{..start}.
6046 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
6047 Format}
6049 The \c{rdf} output format produces \c{RDOFF} object files. \c{RDOFF}
6050 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
6051 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
6052 format the internal structure of the assembler.
6054 \c{RDOFF} is not used by any well-known operating systems. Those
6055 writing their own systems, however, may well wish to use \c{RDOFF}
6056 as their object format, on the grounds that it is designed primarily
6057 for simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
6059 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
6060 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
6061 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an \c{RDF} static-library
6062 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
6063 execute an RDF executable under Linux.
6065 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
6066 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
6069 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
6071 \c{RDOFF} contains a mechanism for an object file to demand a given
6072 library to be linked to the module, either at load time or run time.
6073 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
6074 which is the name of the module:
6076 \c     library  mylib.rdl
6079 \S{rdfmod} Specifying a Module Name: The \i\c{MODULE} Directive
6081 Special \c{RDOFF} header record is used to store the name of the module.
6082 It can be used, for example, by run-time loader to perform dynamic
6083 linking. \c{MODULE} directive takes one argument which is the name
6084 of current module:
6086 \c     module  mymodname
6088 Note that when you statically link modules and tell linker to strip
6089 the symbols from output file, all module names will be stripped too.
6090 To avoid it, you should start module names with \I{$, prefix}\c{$}, like:
6092 \c     module  $kernel.core
6095 \S{rdfglob} \c{rdf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
6096 rdf extensions to}
6098 \c{RDOFF} global symbols can contain additional information needed by
6099 the static linker. You can mark a global symbol as exported, thus
6100 telling the linker do not strip it from target executable or library
6101 file. Like in \c{ELF}, you can also specify whether an exported symbol
6102 is a procedure (function) or data object.
6104 Suffixing the name with a colon and the word \i\c{export} you make the
6105 symbol exported:
6107 \c     global  sys_open:export
6109 To specify that exported symbol is a procedure (function), you add the
6110 word \i\c{proc} or \i\c{function} after declaration:
6112 \c     global  sys_open:export proc
6114 Similarly, to specify exported data object, add the word \i\c{data}
6115 or \i\c{object} to the directive:
6117 \c     global  kernel_ticks:export data
6120 \S{rdfimpt} \c{rdf} Extensions to the \c{EXTERN} Directive\I{EXTERN,
6121 rdf extensions to}
6123 By default the \c{EXTERN} directive in \c{RDOFF} declares a "pure external"
6124 symbol (i.e. the static linker will complain if such a symbol is not resolved).
6125 To declare an "imported" symbol, which must be resolved later during a dynamic
6126 linking phase, \c{RDOFF} offers an additional \c{import} modifier. As in
6127 \c{GLOBAL}, you can also specify whether an imported symbol is a procedure
6128 (function) or data object. For example:
6130 \c     library $libc
6131 \c     extern  _open:import
6132 \c     extern  _printf:import proc
6133 \c     extern  _errno:import data
6135 Here the directive \c{LIBRARY} is also included, which gives the dynamic linker
6136 a hint as to where to find requested symbols.
6139 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
6141 The \c{dbg} output format is not built into NASM in the default
6142 configuration. If you are building your own NASM executable from the
6143 sources, you can define \i\c{OF_DBG} in \c{output/outform.h} or on the
6144 compiler command line, and obtain the \c{dbg} output format.
6146 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
6147 it outputs a text file which contains a complete list of all the
6148 transactions between the main body of NASM and the output-format
6149 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
6150 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
6151 of the various requests the main program makes of the output driver,
6152 and in what order they happen.
6154 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
6156 \c nasm -f dbg filename.asm
6158 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
6159 However, this will not work well on files which were designed for a
6160 different object format, because each object format defines its own
6161 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
6162 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
6163 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
6164 native object format selected:
6166 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
6167 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
6169 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
6170 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
6171 directives are converted into primitive form correctly. Then the
6172 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
6173 the final diagnostic output.
6175 This workaround will still typically not work for programs intended
6176 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
6177 directives have side effects of defining the segment and group names
6178 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
6179 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
6180 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
6181 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
6183 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
6184 them all to its output file.
6187 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
6189 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
6190 when writing 16-bit code to run under \c{MS-DOS} or \c{Windows 3.x}. It
6191 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
6192 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
6193 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
6196 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
6198 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
6199 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
6200 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
6201 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
6202 support the \c{.COM} format.
6204 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
6205 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
6206 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
6207 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
6208 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
6209 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
6210 Yann Guidon for contributing the code for this.
6212 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
6213 future releases.
6216 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
6218 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
6219 by linking \c{.OBJ} files together.
6221 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
6222 linker; if you have none of these, there is a free linker called
6223 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
6224 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
6225 An LZH archiver can be found at
6226 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
6227 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
6228 sources) called \i{FREELINK}, available from
6229 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
6230 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
6231 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
6232 A fourth linker, \i\c{ALINK}, written by Anthony A.J. Williams, is
6233 available at \W{http://alink.sourceforge.net}\i\c{alink.sourceforge.net}.
6235 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
6236 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
6237 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
6238 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
6239 point, the linker will not know what value to give the entry-point
6240 field in the output file header; if more than one defines a start
6241 point, the linker will not know \e{which} value to use.
6243 An example of a NASM source file which can be assembled to a
6244 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
6245 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
6246 the segment registers, and declaring a start point. This file is
6247 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
6248 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
6250 \c segment code
6252 \c ..start:
6253 \c         mov     ax,data
6254 \c         mov     ds,ax
6255 \c         mov     ax,stack
6256 \c         mov     ss,ax
6257 \c         mov     sp,stacktop
6259 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
6260 segment, and initializes \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
6261 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
6262 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
6263 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
6264 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
6265 execute on.
6267 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
6268 beginning of this code, which means that will be the entry point
6269 into the resulting executable file.
6271 \c         mov     dx,hello
6272 \c         mov     ah,9
6273 \c         int     0x21
6275 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
6276 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
6277 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
6278 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
6280 \c         mov     ax,0x4c00
6281 \c         int     0x21
6283 This terminates the program using another DOS system call.
6285 \c segment data
6287 \c hello:  db      'hello, world', 13, 10, '$'
6289 The data segment contains the string we want to display.
6291 \c segment stack stack
6292 \c         resb 64
6293 \c stacktop:
6295 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
6296 uninitialized stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
6297 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
6298 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
6299 necessary to the correct running of the program, but linkers are
6300 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
6301 type \c{STACK}.
6303 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
6304 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
6305 world' and then exit.
6308 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
6310 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
6311 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
6312 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
6313 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
6314 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
6315 \c{.EXE} files.
6317 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6318 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
6319 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
6321 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
6322 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
6323 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
6324 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
6325 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
6326 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
6327 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
6328 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
6329 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
6331 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
6332 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
6333 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
6334 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
6335 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
6336 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
6337 explicitly issue one of your own.
6339 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
6340 since this would require a relocation in the header, and things
6341 would get a lot more complicated. So you should get your segment
6342 base by copying it out of \c{CS} instead.
6344 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
6345 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
6346 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
6347 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
6348 \c{EXE_stack 64}.
6350 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
6351 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
6352 \c{binexe.asm}.
6355 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
6357 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
6358 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
6359 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
6360 output format.
6363 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
6365 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
6366 segment (though the segment may change). Execution then begins at
6367 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
6368 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
6369 like
6371 \c         org 100h
6373 \c section .text
6375 \c start:
6376 \c         ; put your code here
6378 \c section .data
6380 \c         ; put data items here
6382 \c section .bss
6384 \c         ; put uninitialized data here
6386 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
6387 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
6388 you want to and the code will still end up at the front of the file
6389 where it belongs.
6391 The BSS (uninitialized data) section does not take up space in the
6392 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
6393 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
6394 this will be free memory when the program is run. Therefore you
6395 should not rely on your BSS being initialized to all zeros when you
6396 run.
6398 To assemble the above program, you should use a command line like
6400 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
6402 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
6403 explicit output file name were specified, so you have to override it
6404 and give the desired file name.
6407 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
6409 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
6410 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
6411 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
6412 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
6413 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
6414 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
6415 file.
6417 If you do this, you need to take care of several things:
6419 \b The first object file containing code should start its code
6420 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
6421 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
6422 segment, so that the linker or converter program does not have to
6423 adjust address references within the file when generating the
6424 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
6425 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
6426 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
6427 in MASM-compatible assemblers.
6429 \b You don't need to define a stack segment.
6431 \b All your segments should be in the same group, so that every time
6432 your code or data references a symbol offset, all offsets are
6433 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
6434 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
6437 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
6439 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
6440 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
6441 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
6442 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
6443 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
6444 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
6445 your code segment.
6447 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
6448 the various routines inside the driver which do the work. This
6449 structure should be defined at the start of the code segment, even
6450 though it is not actually code.
6452 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
6453 which has to go in the header structure, a list of books is given in
6454 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
6455 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
6458 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
6460 This section covers the basics of writing assembly routines that
6461 call, or are called from, C programs. To do this, you would
6462 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
6463 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
6466 \S{16cunder} External Symbol Names
6468 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
6469 convention that the names of all global symbols (functions or data)
6470 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
6471 appears in the C program. So, for example, the function a C
6472 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
6473 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
6474 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
6475 not have to worry about name clashes with C symbols.
6477 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
6478 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
6480 \c %macro  cglobal 1
6482 \c   global  _%1
6483 \c   %define %1 _%1
6485 \c %endmacro
6487 \c %macro  cextern 1
6489 \c   extern  _%1
6490 \c   %define %1 _%1
6492 \c %endmacro
6494 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
6495 \c{%rep} construct could solve this.)
6497 If you then declare an external like this:
6499 \c cextern printf
6501 then the macro will expand it as
6503 \c extern  _printf
6504 \c %define printf _printf
6506 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
6507 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
6509 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
6510 before defining the symbol in question, but you would have had to do
6511 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
6513 Also see \k{opt-pfix}.
6515 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
6517 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
6518 directly; you have to keep track yourself of which one you are
6519 writing for. This means you have to keep track of the following
6520 things:
6522 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
6523 functions are near. This means that function pointers, when stored
6524 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
6525 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
6526 never changes its value, and always gives the segment part of the
6527 full function address), and that functions are called using ordinary
6528 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
6529 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
6530 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
6531 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
6533 \b In models using more than one code segment (medium, large and
6534 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
6535 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
6536 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
6537 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
6538 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
6539 \c{CALL FAR} to call external routines.
6541 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
6542 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
6543 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
6544 segment part of the full data item address).
6546 \b In models using more than one data segment (compact, large and
6547 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
6548 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
6549 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
6550 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
6551 pointers you are passed.
6553 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
6554 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
6555 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
6556 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
6557 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
6559 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
6560 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
6561 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
6562 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
6563 and global data items can both be accessed easily without changing
6564 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
6565 segments. However, some memory models (though not the standard
6566 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
6567 same value to be removed. Be careful about functions' local
6568 variables in this latter case.
6570 In models with a single code segment, the segment is called
6571 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
6572 to be linked into the same place as the main code segment. In models
6573 with a single data segment, or with a default data segment, it is
6574 called \i\c{_DATA}.
6577 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
6579 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
6580 16-bit programs is as follows. In the following description, the
6581 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
6582 doing the calling and the function which gets called.
6584 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6585 after another, in reverse order (right to left, so that the first
6586 argument specified to the function is pushed last).
6588 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
6589 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
6590 memory model.
6592 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6593 actually necessary, in functions which do not need to access their
6594 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6595 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6596 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6597 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6598 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
6599 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
6601 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6602 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6603 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6604 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
6605 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
6606 a large-model (far) function, the segment part of the return address
6607 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
6608 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
6609 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
6610 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
6611 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
6612 parameters in reverse order means that the function knows where to
6613 find its first parameter, which tells it the number and type of the
6614 remaining ones.
6616 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6617 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6618 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6620 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6621 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6622 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
6623 compiler) returned in \c{ST0}.
6625 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6626 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6627 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
6628 memory model.
6630 \b When the caller regains control from the callee, the function
6631 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
6632 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
6633 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
6634 called with the wrong number of parameters due to a prototype
6635 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
6636 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
6637 removing.
6639 It is instructive to compare this calling convention with that for
6640 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
6641 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
6642 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
6643 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
6644 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
6645 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
6646 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
6647 which means that a compiler can give better guarantees about
6648 sequence points without performance suffering.
6650 Thus, you would define a function in C style in the following way.
6651 The following example is for small model:
6653 \c global  _myfunc
6655 \c _myfunc:
6656 \c         push    bp
6657 \c         mov     bp,sp
6658 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6659 \c         mov     bx,[bp+4]       ; first parameter to function
6661 \c         ; some more code
6663 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6664 \c         pop     bp
6665 \c         ret
6667 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
6668 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
6669 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
6670 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
6671 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
6672 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
6674 At the other end of the process, to call a C function from your
6675 assembly code, you would do something like this:
6677 \c extern  _printf
6679 \c       ; and then, further down...
6681 \c       push    word [myint]        ; one of my integer variables
6682 \c       push    word mystring       ; pointer into my data segment
6683 \c       call    _printf
6684 \c       add     sp,byte 4           ; `byte' saves space
6686 \c       ; then those data items...
6688 \c segment _DATA
6690 \c myint         dw    1234
6691 \c mystring      db    'This number -> %d <- should be 1234',10,0
6693 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
6694 code
6696 \c     int myint = 1234;
6697 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
6699 In large model, the function-call code might look more like this. In
6700 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
6701 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialize
6702 it first.
6704 \c       push    word [myint]
6705 \c       push    word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6706 \c       push    word mystring       ; ... offset of "mystring"
6707 \c       call    far _printf
6708 \c       add    sp,byte 6
6710 The integer value still takes up one word on the stack, since large
6711 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
6712 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
6713 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
6714 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
6715 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
6716 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
6717 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
6718 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
6719 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
6720 word of parameters.
6723 \S{16cdata} Accessing Data Items
6725 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
6726 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
6727 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
6728 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
6729 accessed from assembler as
6731 \c extern _i
6733 \c         mov ax,[_i]
6735 And to declare your own integer variable which C programs can access
6736 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
6737 the \c{_DATA} segment, if necessary):
6739 \c global  _j
6741 \c _j      dw      0
6743 To access a C array, you need to know the size of the components of
6744 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
6745 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
6746 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
6747 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
6748 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
6749 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
6750 \c{float}, and 8 for \c{double}.
6752 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
6753 the base of the structure to the field you are interested in. You
6754 can either do this by converting the C structure definition into a
6755 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
6756 one offset and using just that.
6758 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
6759 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
6760 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
6761 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
6762 Typically, you might find that a structure like
6764 \c struct {
6765 \c     char c;
6766 \c     int i;
6767 \c } foo;
6769 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
6770 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
6771 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
6772 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
6773 out how your own compiler does it.
6776 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
6778 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6779 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
6780 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
6781 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
6782 the work involved in keeping track of the calling convention.
6784 (An alternative, TASM compatible form of \c{arg} is also now built
6785 into NASM's preprocessor. See \k{stackrel} for details.)
6787 An example of an assembly function using the macro set is given
6788 here:
6790 \c proc    _nearproc
6792 \c %$i     arg
6793 \c %$j     arg
6794 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6795 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6796 \c         add     ax,[bx]
6798 \c endproc
6800 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
6801 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
6802 integer. It returns \c{i + *j}.
6804 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
6805 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
6806 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
6807 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
6808 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
6809 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
6810 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
6812 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
6813 compact-model code) by default. You can have it generate far
6814 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
6815 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
6816 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
6817 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
6818 dependency on whether data pointers are far or not.
6820 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
6821 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
6822 many function parameters will be of type \c{int}.
6824 The large-model equivalent of the above function would look like this:
6826 \c %define FARCODE
6828 \c proc    _farproc
6830 \c %$i     arg
6831 \c %$j     arg     4
6832 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6833 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6834 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6835 \c         add     ax,[bx]
6837 \c endproc
6839 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
6840 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
6841 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
6844 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
6846 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
6847 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
6849 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
6850 not required for Pascal.
6852 \b The memory model is always large: functions are far, data
6853 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
6854 (Actually, some functions are near, but only those functions that
6855 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
6856 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
6857 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
6858 data declared in a Pascal program goes into the default data
6859 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
6860 when control is passed to your assembly code. The only things that
6861 do not live in the default data segment are local variables (they
6862 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
6863 data \e{pointers}, however, are far.
6865 \b The function calling convention is different - described below.
6867 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
6869 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
6870 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
6871 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
6874 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
6876 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
6877 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
6878 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
6879 used to denote the function doing the calling and the function which
6880 gets called.
6882 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6883 after another, in normal order (left to right, so that the first
6884 argument specified to the function is pushed first).
6886 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
6887 control to the callee.
6889 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6890 actually necessary, in functions which do not need to access their
6891 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6892 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6893 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6894 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6895 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
6896 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
6898 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6899 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6900 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6901 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
6902 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
6903 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
6904 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
6906 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6907 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6908 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6910 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6911 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6912 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
6913 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
6914 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
6915 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
6916 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
6917 places the returned string value at that location. The pointer is
6918 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
6919 \c{RETF} instruction.
6921 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6922 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6923 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
6924 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
6925 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
6926 to be removed from the stack as a side effect of the return
6927 instruction.
6929 \b When the caller regains control from the callee, the function
6930 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
6931 do nothing further.
6933 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
6934 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
6936 \c global  myfunc
6938 \c myfunc: push    bp
6939 \c         mov     bp,sp
6940 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6941 \c         mov     bx,[bp+8]       ; first parameter to function
6942 \c         mov     bx,[bp+6]       ; second parameter to function
6944 \c         ; some more code
6946 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6947 \c         pop     bp
6948 \c         retf    4               ; total size of params is 4
6950 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
6951 assembly code, you would do something like this:
6953 \c extern  SomeFunc
6955 \c        ; and then, further down...
6957 \c        push   word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6958 \c        push   word mystring       ; ... offset of "mystring"
6959 \c        push   word [myint]        ; one of my variables
6960 \c        call   far SomeFunc
6962 This is equivalent to the Pascal code
6964 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
6965 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
6968 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
6969 Name Restrictions
6971 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
6972 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
6973 reading and understanding the various information contained in a
6974 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
6975 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
6976 restrictions:
6978 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
6979 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
6981 \b initialized data must be in a segment whose name is either
6982 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
6984 \b Uninitialized data must be in a segment whose name is either
6985 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
6987 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
6988 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
6991 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
6993 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
6994 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
6995 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
6996 definition ensures that functions are far (it implies
6997 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
6998 generated with an operand.
7000 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
7001 argument offsets; you must declare your function's arguments in
7002 reverse order. For example:
7004 \c %define PASCAL
7006 \c proc    _pascalproc
7008 \c %$j     arg 4
7009 \c %$i     arg
7010 \c         mov     ax,[bp + %$i]
7011 \c         mov     bx,[bp + %$j]
7012 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
7013 \c         add     ax,[bx]
7015 \c endproc
7017 This defines the same routine, conceptually, as the example in
7018 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
7019 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
7020 and the contents of the pointer. The only difference between this
7021 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
7022 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
7023 reverse order.
7026 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
7028 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
7029 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
7030 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
7031 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
7032 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
7033 shared libraries.
7035 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
7036 \c{Win32}, \c{DJGPP} or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat
7037 memory model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
7038 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
7039 address space no matter what segment you work relative to, and that
7040 you should ignore all segment registers completely. When writing
7041 flat-model application code, you never need to use a segment
7042 override or modify any segment register, and the code-section
7043 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
7044 space as the data-section addresses you access your variables by and
7045 the stack-section addresses you access local variables and procedure
7046 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
7047 offset part.
7050 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
7052 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
7053 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
7054 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
7057 \S{32cunder} External Symbol Names
7059 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
7060 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
7061 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
7062 appears in the C program. However, not all of them do: the \c{ELF}
7063 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
7064 underscore on their assembly-language names.
7066 The older Linux \c{a.out} C compiler, all \c{Win32} compilers,
7067 \c{DJGPP}, and \c{NetBSD} and \c{FreeBSD}, all use the leading
7068 underscore; for these compilers, the macros \c{cextern} and
7069 \c{cglobal}, as given in \k{16cunder}, will still work. For \c{ELF},
7070 though, the leading underscore should not be used.
7072 See also \k{opt-pfix}.
7074 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
7076 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}
7077 in 32-bit programs is as follows. In the following description,
7078 the words \e{caller} and \e{callee} are used to denote
7079 the function doing the calling and the function which gets called.
7081 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
7082 after another, in reverse order (right to left, so that the first
7083 argument specified to the function is pushed last).
7085 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
7086 control to the callee.
7088 \b The callee receives control, and typically (although this is not
7089 actually necessary, in functions which do not need to access their
7090 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
7091 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
7092 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
7093 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
7094 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
7095 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
7097 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
7098 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
7099 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
7100 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
7101 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
7102 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
7103 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
7104 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
7105 pushing of the parameters in reverse order means that the function
7106 knows where to find its first parameter, which tells it the number
7107 and type of the remaining ones.
7109 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
7110 allocate space on the stack for local variables, which will then be
7111 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
7113 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
7114 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
7115 of the value. Floating-point results are typically returned in
7116 \c{ST0}.
7118 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
7119 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
7120 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
7122 \b When the caller regains control from the callee, the function
7123 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
7124 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
7125 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
7126 called with the wrong number of parameters due to a prototype
7127 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
7128 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
7129 removing.
7131 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
7132 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
7133 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
7134 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
7135 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
7136 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
7137 still pushed in right-to-left order.
7139 Thus, you would define a function in C style in the following way:
7141 \c global  _myfunc
7143 \c _myfunc:
7144 \c         push    ebp
7145 \c         mov     ebp,esp
7146 \c         sub     esp,0x40        ; 64 bytes of local stack space
7147 \c         mov     ebx,[ebp+8]     ; first parameter to function
7149 \c         ; some more code
7151 \c         leave                   ; mov esp,ebp / pop ebp
7152 \c         ret
7154 At the other end of the process, to call a C function from your
7155 assembly code, you would do something like this:
7157 \c extern  _printf
7159 \c         ; and then, further down...
7161 \c         push    dword [myint]   ; one of my integer variables
7162 \c         push    dword mystring  ; pointer into my data segment
7163 \c         call    _printf
7164 \c         add     esp,byte 8      ; `byte' saves space
7166 \c         ; then those data items...
7168 \c segment _DATA
7170 \c myint       dd   1234
7171 \c mystring    db   'This number -> %d <- should be 1234',10,0
7173 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
7175 \c     int myint = 1234;
7176 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
7179 \S{32cdata} Accessing Data Items
7181 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
7182 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
7183 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
7184 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
7185 accessed from assembler as
7187 \c           extern _i
7188 \c           mov eax,[_i]
7190 And to declare your own integer variable which C programs can access
7191 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
7192 the \c{_DATA} segment, if necessary):
7194 \c           global _j
7195 \c _j        dd 0
7197 To access a C array, you need to know the size of the components of
7198 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
7199 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
7200 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
7201 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
7202 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
7203 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
7204 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
7205 are also 4 bytes long.
7207 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
7208 the base of the structure to the field you are interested in. You
7209 can either do this by converting the C structure definition into a
7210 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
7211 one offset and using just that.
7213 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
7214 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
7215 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
7216 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
7217 Typically, you might find that a structure like
7219 \c struct {
7220 \c     char c;
7221 \c     int i;
7222 \c } foo;
7224 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
7225 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
7226 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
7227 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
7228 out how your own compiler does it.
7231 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
7233 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
7234 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
7235 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
7236 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
7237 the work involved in keeping track of the calling convention.
7239 An example of an assembly function using the macro set is given
7240 here:
7242 \c proc    _proc32
7244 \c %$i     arg
7245 \c %$j     arg
7246 \c         mov     eax,[ebp + %$i]
7247 \c         mov     ebx,[ebp + %$j]
7248 \c         add     eax,[ebx]
7250 \c endproc
7252 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
7253 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
7254 integer. It returns \c{i + *j}.
7256 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
7257 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
7258 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
7259 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
7260 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
7261 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
7262 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
7264 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
7265 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
7266 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
7269 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
7270 Libraries}
7272 \c{ELF} replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
7273 because it contains support for \i{position-independent code}
7274 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
7275 supports the \c{ELF} position-independent code features, so you can
7276 write Linux \c{ELF} shared libraries in NASM.
7278 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
7279 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
7280 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
7281 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
7283 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
7284 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
7285 of the running process. The contents of the library's code section
7286 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
7288 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
7289 this:
7291 \c         mov     eax,[myvar]             ; WRONG
7293 Instead, the linker provides an area of memory called the
7294 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
7295 constant distance from your library's code, so if you can find out
7296 where your library is loaded (which is typically done using a
7297 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
7298 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
7299 linker-generated entries in the GOT.
7301 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
7302 restrictions: since the data section is writable, it has to be
7303 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
7304 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
7305 you can put ordinary types of relocation in the data section without
7306 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
7309 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
7311 Each code module in your shared library should define the GOT as an
7312 external symbol:
7314 \c extern  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
7315 \c extern  __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
7317 At the beginning of any function in your shared library which plans
7318 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
7319 address of the GOT. This is typically done by writing the function
7320 in this form:
7322 \c func:   push    ebp
7323 \c         mov     ebp,esp
7324 \c         push    ebx
7325 \c         call    .get_GOT
7326 \c .get_GOT:
7327 \c         pop     ebx
7328 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
7330 \c         ; the function body comes here
7332 \c         mov     ebx,[ebp-4]
7333 \c         mov     esp,ebp
7334 \c         pop     ebp
7335 \c         ret
7337 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
7338 second leading underscore.)
7340 The first two lines of this function are simply the standard C
7341 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
7342 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
7343 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
7344 libraries use this register to store the address of the GOT.
7346 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
7347 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
7348 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
7349 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
7350 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
7351 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
7352 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
7353 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
7354 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
7355 section. (Actually, \c{ELF} encodes it as the offset from the operand
7356 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
7357 deliberately, so you do things the same way for both \c{ELF} and
7358 \c{BSD}.) So the instruction then \e{adds} the beginning of the section,
7359 to get the real address of the GOT, and subtracts the value of
7360 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
7361 that instruction has finished, \c{EBX} contains the address of the GOT.
7363 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
7364 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
7365 those three instructions into a macro and safely ignore them:
7367 \c %macro  get_GOT 0
7369 \c         call    %%getgot
7370 \c   %%getgot:
7371 \c         pop     ebx
7372 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
7374 \c %endmacro
7376 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
7378 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
7379 your data items. Most variables will reside in the sections you have
7380 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
7381 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
7382 way this works is like this:
7384 \c         lea     eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
7386 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
7387 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
7388 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
7389 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
7391 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
7392 them, they are shared between code modules in the library, but do
7393 not get exported from the library to the program that loaded it.
7394 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
7395 can access them in the same way as local variables, using the above
7396 \c{..gotoff} mechanism.
7398 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
7399 handles this relocation type, there must be at least one non-local
7400 symbol in the same section as the address you're trying to access.
7403 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
7405 If your library needs to get at an external variable (external to
7406 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
7407 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
7408 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
7409 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
7410 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
7411 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
7412 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
7413 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
7414 you would code
7416 \c         mov     eax,[ebx+extvar wrt ..got]
7418 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
7419 linker, when it builds the shared library, collects together every
7420 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
7421 has every necessary entry present.
7423 Common variables must also be accessed in this way.
7426 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
7428 If you want to export symbols to the user of the library, you have
7429 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
7430 you have to give the size of the data item. This is because the
7431 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
7432 entries for any exported functions, and also moves exported data
7433 items away from the library's data section in which they were
7434 declared.
7436 So to export a function to users of the library, you must use
7438 \c global  func:function           ; declare it as a function
7440 \c func:   push    ebp
7442 \c         ; etc.
7444 And to export a data item such as an array, you would have to code
7446 \c global  array:data array.end-array      ; give the size too
7448 \c array:  resd    128
7449 \c .end:
7451 Be careful: If you export a variable to the library user, by
7452 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
7453 end up living in the data section of the main program, rather than
7454 in your library's data section, where you declared it. So you will
7455 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
7456 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
7457 effectively, it has become).
7459 Equally, if you need to store the address of an exported global in
7460 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
7461 sort of code:
7463 \c dataptr:        dd      global_data_item        ; WRONG
7465 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
7466 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
7467 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
7468 pointing at your data section instead of at the exported global
7469 which resides elsewhere.
7471 Instead of the above code, then, you must write
7473 \c dataptr:        dd      global_data_item wrt ..sym
7475 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
7476 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
7477 at that address, rather than just relocating by section base.
7479 Either method will work for functions: referring to one of your
7480 functions by means of
7482 \c funcptr:        dd      my_function
7484 will give the user the address of the code you wrote, whereas
7486 \c funcptr:        dd      my_function wrt ..sym
7488 will give the address of the procedure linkage table for the
7489 function, which is where the calling program will \e{believe} the
7490 function lives. Either address is a valid way to call the function.
7493 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
7495 Calling procedures outside your shared library has to be done by
7496 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
7497 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
7498 library code can make calls to the PLT in a position-independent
7499 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
7500 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
7501 in the main program can be transparently passed off to their real
7502 destinations.
7504 To call an external routine, you must use another special PIC
7505 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
7506 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
7507 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
7508 ..plt}.
7511 \S{link} Generating the Library File
7513 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
7514 you then generate your shared library with a command such as
7516 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
7517 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
7519 For ELF, if your shared library is going to reside in system
7520 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
7521 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
7522 library file name, with a version number, into the library:
7524 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
7526 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
7527 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
7530 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
7532 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
7533 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
7534 writing operating system code such as protected-mode initialisation
7535 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
7536 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
7537 one, or jumps between different-size segments.
7540 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
7542 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
7543 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
7544 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
7545 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
7546 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
7547 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
7548 instruction you need, since everything before it can be done in pure
7549 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
7551 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
7552 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
7553 segment, so just coding, for example,
7555 \c         jmp     0x1234:0x56789ABC       ; wrong!
7557 will not work, since the offset part of the address will be
7558 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
7559 one.
7561 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
7562 generate the required instruction by coding it manually, using
7563 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
7564 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
7566 \c         jmp     dword 0x1234:0x56789ABC         ; right
7568 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
7569 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
7570 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
7571 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
7572 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
7573 segment to a 32-bit one.
7575 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
7576 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
7578 \c         jmp     word 0x8765:0x4321      ; 32 to 16 bit
7580 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
7581 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
7582 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
7585 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
7586 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
7588 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
7589 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
7590 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
7591 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
7592 32-bit segment, or vice versa.
7594 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
7595 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
7596 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
7597 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
7599 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
7600 the address, since any effective address containing a 32-bit
7601 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
7603 \c         mov     eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
7604 \c         mov     dword [fs:eax],0x11223344
7606 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
7607 instruction and a register) if you already know the precise offset
7608 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
7609 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
7610 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
7612 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
7613 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
7615 \c         mov     dword [fs:dword my_offset],0x11223344
7617 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
7618 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
7619 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
7621 \c         mov     dword [dword fs:my_offset],0x11223344
7623 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
7624 which controls the size of the data stored at the address, with the
7625 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
7626 address itself. The two can quite easily be different:
7628 \c         mov     word [dword 0x12345678],0x9ABC
7630 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
7631 offset.
7633 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
7634 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
7636 \c         call    dword far [fs:word 0x4321]
7638 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
7639 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
7640 offset), and calls that address.
7643 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
7645 The other way you might want to access data might be using the
7646 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
7647 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
7648 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
7649 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
7651 This is the purpose of NASM's \i\c{a16}, \i\c{a32} and \i\c{a64} prefixes. If
7652 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
7653 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
7654 desired address into \c{ESI} and then code
7656 \c         a32     lodsb
7658 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
7659 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
7660 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
7661 corresponding \c{a16} prefix can be used.
7663 The \c{a16}, \c{a32} and \c{a64} prefixes can be applied to any instruction
7664 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
7665 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
7666 instructions with implicit addressing:
7667 \# \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
7668 \# \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
7669 \# (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
7670 \# \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}).
7671 \c{CMPSx}, \c{SCASx}, \c{LODSx}, \c{STOSx}, \c{MOVSx}, \c{INSx},
7672 \c{OUTSx}, and \c{XLATB}.
7673 Also, the
7674 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
7675 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16}, \c{a32} or \c{a64}
7676 prefixes to force a particular one of \c{SP}, \c{ESP} or \c{RSP} to be used
7677 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
7678 size from the code segment.
7680 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
7681 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
7682 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
7683 give the value of the segment register being manipulated. To force
7684 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
7685 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
7687 \c         o16 push    ss
7688 \c         o16 push    ds
7690 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
7691 registers into the space which would normally be consumed by pushing
7692 one.
7694 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
7695 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
7698 \C{64bit} Writing 64-bit Code (Unix, Win64)
7700 This chapter attempts to cover some of the common issues involved when
7701 writing 64-bit code, to run under \i{Win64} or Unix.  It covers how to
7702 write assembly code to interface with 64-bit C routines, and how to
7703 write position-independent code for shared libraries.
7705 All 64-bit code uses a flat memory model, since segmentation is not
7706 available in 64-bit mode.  The one exception is the \c{FS} and \c{GS}
7707 registers, which still add their bases.
7709 Position independence in 64-bit mode is significantly simpler, since
7710 the processor supports \c{RIP}-relative addressing directly; see the
7711 \c{REL} keyword (\k{effaddr}).  On most 64-bit platforms, it is
7712 probably desirable to make that the default, using the directive
7713 \c{DEFAULT REL} (\k{default}).
7715 64-bit programming is relatively similar to 32-bit programming, but
7716 of course pointers are 64 bits long; additionally, all existing
7717 platforms pass arguments in registers rather than on the stack.
7718 Furthermore, 64-bit platforms use SSE2 by default for floating point.
7719 Please see the ABI documentation for your platform.
7721 64-bit platforms differ in the sizes of the fundamental datatypes, not
7722 just from 32-bit platforms but from each other.  If a specific size
7723 data type is desired, it is probably best to use the types defined in
7724 the Standard C header \c{<inttypes.h>}.
7726 In 64-bit mode, the default instruction size is still 32 bits.  When
7727 loading a value into a 32-bit register (but not an 8- or 16-bit
7728 register), the upper 32 bits of the corresponding 64-bit register are
7729 set to zero.
7731 \H{reg64} Register Names in 64-bit Mode
7733 NASM uses the following names for general-purpose registers in 64-bit
7734 mode, for 8-, 16-, 32- and 64-bit references, respectively:
7736 \c      AL/AH, CL/CH, DL/DH, BL/BH, SPL, BPL, SIL, DIL, R8B-R15B
7737 \c      AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, R8W-R15W
7738 \c      EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI, R8D-R15D
7739 \c      RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI, R8-R15
7741 This is consistent with the AMD documentation and most other
7742 assemblers.  The Intel documentation, however, uses the names
7743 \c{R8L-R15L} for 8-bit references to the higher registers.  It is
7744 possible to use those names by definiting them as macros; similarly,
7745 if one wants to use numeric names for the low 8 registers, define them
7746 as macros.  The standard macro package \c{altreg} (see \k{pkg_altreg})
7747 can be used for this purpose.
7749 \H{id64} Immediates and Displacements in 64-bit Mode
7751 In 64-bit mode, immediates and displacements are generally only 32
7752 bits wide.  NASM will therefore truncate most displacements and
7753 immediates to 32 bits.
7755 The only instruction which takes a full \i{64-bit immediate} is:
7757 \c      MOV reg64,imm64
7759 NASM will produce this instruction whenever the programmer uses
7760 \c{MOV} with an immediate into a 64-bit register.  If this is not
7761 desirable, simply specify the equivalent 32-bit register, which will
7762 be automatically zero-extended by the processor, or specify the
7763 immediate as \c{DWORD}:
7765 \c      mov rax,foo             ; 64-bit immediate
7766 \c      mov rax,qword foo       ; (identical)
7767 \c      mov eax,foo             ; 32-bit immediate, zero-extended
7768 \c      mov rax,dword foo       ; 32-bit immediate, sign-extended
7770 The length of these instructions are 10, 5 and 7 bytes, respectively.
7772 The only instructions which take a full \I{64-bit displacement}64-bit
7773 \e{displacement} is loading or storing, using \c{MOV}, \c{AL}, \c{AX},
7774 \c{EAX} or \c{RAX} (but no other registers) to an absolute 64-bit address.
7775 Since this is a relatively rarely used instruction (64-bit code generally uses
7776 relative addressing), the programmer has to explicitly declare the
7777 displacement size as \c{QWORD}:
7779 \c      default abs
7781 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit absolute disp, sign-extended
7782 \c      mov eax,[a32 foo]       ; 32-bit absolute disp, zero-extended
7783 \c      mov eax,[qword foo]     ; 64-bit absolute disp
7785 \c      default rel
7787 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit relative disp
7788 \c      mov eax,[a32 foo]       ; d:o, address truncated to 32 bits(!)
7789 \c      mov eax,[qword foo]     ; error
7790 \c      mov eax,[abs qword foo] ; 64-bit absolute disp
7792 A sign-extended absolute displacement can access from -2 GB to +2 GB;
7793 a zero-extended absolute displacement can access from 0 to 4 GB.
7795 \H{unix64} Interfacing to 64-bit C Programs (Unix)
7797 On Unix, the 64-bit ABI is defined by the document:
7799 \W{http://www.nasm.us/links/unix64abi}\c{http://www.nasm.us/links/unix64abi}
7801 Although written for AT&T-syntax assembly, the concepts apply equally
7802 well for NASM-style assembly.  What follows is a simplified summary.
7804 The first six integer arguments (from the left) are passed in \c{RDI},
7805 \c{RSI}, \c{RDX}, \c{RCX}, \c{R8}, and \c{R9}, in that order.
7806 Additional integer arguments are passed on the stack.  These
7807 registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and \c{R11} are destroyed by function
7808 calls, and thus are available for use by the function without saving.
7810 Integer return values are passed in \c{RAX} and \c{RDX}, in that order.
7812 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7813 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM7};
7814 return is \c{XMM0} and \c{XMM1}.  \c{long double} are passed on the
7815 stack, and returned in \c{ST0} and \c{ST1}.
7817 All SSE and x87 registers are destroyed by function calls.
7819 On 64-bit Unix, \c{long} is 64 bits.
7821 Integer and SSE register arguments are counted separately, so for the case of
7823 \c      void foo(long a, double b, int c)
7825 \c{a} is passed in \c{RDI}, \c{b} in \c{XMM0}, and \c{c} in \c{ESI}.
7827 \H{win64} Interfacing to 64-bit C Programs (Win64)
7829 The Win64 ABI is described at:
7831 \W{http://www.nasm.us/links/win64abi}\c{http://www.nasm.us/links/win64abi}
7833 What follows is a simplified summary.
7835 The first four integer arguments are passed in \c{RCX}, \c{RDX},
7836 \c{R8} and \c{R9}, in that order.  Additional integer arguments are
7837 passed on the stack.  These registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and
7838 \c{R11} are destroyed by function calls, and thus are available for
7839 use by the function without saving.
7841 Integer return values are passed in \c{RAX} only.
7843 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7844 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM3};
7845 return is \c{XMM0} only.
7847 On Win64, \c{long} is 32 bits; \c{long long} or \c{_int64} is 64 bits.
7849 Integer and SSE register arguments are counted together, so for the case of
7851 \c      void foo(long long a, double b, int c)
7853 \c{a} is passed in \c{RCX}, \c{b} in \c{XMM1}, and \c{c} in \c{R8D}.
7855 \C{trouble} Troubleshooting
7857 This chapter describes some of the common problems that users have
7858 been known to encounter with NASM, and answers them. It also gives
7859 instructions for reporting bugs in NASM if you find a difficulty
7860 that isn't listed here.
7863 \H{problems} Common Problems
7865 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
7867 We sometimes get `bug' reports about NASM generating inefficient, or
7868 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
7869 deliberate design feature, connected to predictability of output:
7870 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
7871 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
7872 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient form of
7873 the instruction. This isn't a bug, it's user error: if you prefer to
7874 have NASM produce the more efficient code automatically enable
7875 optimization with the \c{-O} option (see \k{opt-O}).
7878 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
7880 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
7881 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
7882 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
7883 longer.
7885 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
7886 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
7887 type of processor the code it is generating will be run on; so it
7888 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
7889 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
7890 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
7891 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
7892 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
7893 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
7894 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
7895 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
7896 instructions should be generated. See \k{opt-O}.
7899 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
7901 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
7902 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
7903 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
7904 sector, people who are used to MASM tend to code
7906 \c         ORG 0
7908 \c         ; some boot sector code
7910 \c         ORG 510
7911 \c         DW 0xAA55
7913 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
7914 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
7915 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
7917 \c         ORG 0
7919 \c         ; some boot sector code
7921 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7922 \c         DW 0xAA55
7924 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
7925 the output to move the assembly point up to 510. This method also
7926 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
7927 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
7928 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
7929 find out what's wrong with it.
7932 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
7934 The other common problem with the above code is people who write the
7935 \c{TIMES} line as
7937 \c         TIMES 510-$ DB 0
7939 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
7940 the difference between them is also a pure number and can happily be
7941 fed to \c{TIMES}.
7943 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
7944 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
7945 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
7946 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
7947 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
7948 information back to the expression evaluator. So from the
7949 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
7950 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
7951 is also not a pure number, but involves a section base. Values
7952 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
7954 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
7955 line in the form
7957 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7959 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
7960 and so their difference is a pure number. This will solve the
7961 problem and generate sensible code.
7964 \H{bugs} \i{Bugs}\I{reporting bugs}
7966 We have never yet released a version of NASM with any \e{known}
7967 bugs. That doesn't usually stop there being plenty we didn't know
7968 about, though. Any that you find should be reported firstly via the
7969 \i\c{bugtracker} at
7970 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/}
7971 (click on "Bug Tracker"), or if that fails then through one of the
7972 contacts in \k{contact}.
7974 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
7975 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
7976 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
7977 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
7978 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
7979 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
7980 there.
7982 If you do report a bug, \e{please} give us all of the following
7983 information:
7985 \b What operating system you're running NASM under. DOS, Linux,
7986 NetBSD, Win16, Win32, VMS (I'd be impressed), whatever.
7988 \b If you're running NASM under DOS or Win32, tell us whether you've
7989 compiled your own executable from the DOS source archive, or whether
7990 you were using the standard distribution binaries out of the
7991 archive. If you were using a locally built executable, try to
7992 reproduce the problem using one of the standard binaries, as this
7993 will make it easier for us to reproduce your problem prior to fixing
7996 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
7997 it. Give us the precise command line, and the contents of the
7998 \c{NASMENV} environment variable if any.
8000 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
8001 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
8002 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
8003 got, and the exact linker command line. If the problem involves
8004 linking against object files generated by a compiler, tell us what
8005 compiler, what version, and what command line or options you used.
8006 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
8007 with the command-line version of the compiler.)
8009 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
8010 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
8011 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
8012 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
8013 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
8014 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
8015 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
8016 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
8017 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
8018 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
8019 demonstrate the problem is much easier to work with than a
8020 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
8021 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
8023 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
8024 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
8025 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
8026 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
8027 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
8028 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
8029 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
8030 generating'; `the object file produced from this source code crashes
8031 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
8032 should be 77 instead'.
8034 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
8035 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
8036 generates the same file, or whether the problem is related to
8037 portability issues between our development platforms and yours. We
8038 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
8039 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
8040 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
8041 for us.
8043 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
8044 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
8045 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
8046 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
8047 differently from us.
8050 \A{ndisasm} \i{Ndisasm}
8052                   The Netwide Disassembler, NDISASM
8054 \H{ndisintro} Introduction
8057 The Netwide Disassembler is a small companion program to the Netwide
8058 Assembler, NASM. It seemed a shame to have an x86 assembler,
8059 complete with a full instruction table, and not make as much use of
8060 it as possible, so here's a disassembler which shares the
8061 instruction table (and some other bits of code) with NASM.
8063 The Netwide Disassembler does nothing except to produce
8064 disassemblies of \e{binary} source files. NDISASM does not have any
8065 understanding of object file formats, like \c{objdump}, and it will
8066 not understand \c{DOS .EXE} files like \c{debug} will. It just
8067 disassembles.
8070 \H{ndisstart} Getting Started: Installation
8072 See \k{install} for installation instructions. NDISASM, like NASM,
8073 has a \c{man page} which you may want to put somewhere useful, if you
8074 are on a Unix system.
8077 \H{ndisrun} Running NDISASM
8079 To disassemble a file, you will typically use a command of the form
8081 \c        ndisasm -b {16|32|64} filename
8083 NDISASM can disassemble 16-, 32- or 64-bit code equally easily,
8084 provided of course that you remember to specify which it is to work
8085 with. If no \i\c{-b} switch is present, NDISASM works in 16-bit mode
8086 by default. The \i\c{-u} switch (for USE32) also invokes 32-bit mode.
8088 Two more command line options are \i\c{-r} which reports the version
8089 number of NDISASM you are running, and \i\c{-h} which gives a short
8090 summary of command line options.
8093 \S{ndiscom} COM Files: Specifying an Origin
8095 To disassemble a \c{DOS .COM} file correctly, a disassembler must assume
8096 that the first instruction in the file is loaded at address \c{0x100},
8097 rather than at zero. NDISASM, which assumes by default that any file
8098 you give it is loaded at zero, will therefore need to be informed of
8099 this.
8101 The \i\c{-o} option allows you to declare a different origin for the
8102 file you are disassembling. Its argument may be expressed in any of
8103 the NASM numeric formats: decimal by default, if it begins with `\c{$}'
8104 or `\c{0x}' or ends in `\c{H}' it's \c{hex}, if it ends in `\c{Q}' it's
8105 \c{octal}, and if it ends in `\c{B}' it's \c{binary}.
8107 Hence, to disassemble a \c{.COM} file:
8109 \c        ndisasm -o100h filename.com
8111 will do the trick.
8114 \S{ndissync} Code Following Data: Synchronisation
8116 Suppose you are disassembling a file which contains some data which
8117 isn't machine code, and \e{then} contains some machine code. NDISASM
8118 will faithfully plough through the data section, producing machine
8119 instructions wherever it can (although most of them will look
8120 bizarre, and some may have unusual prefixes, e.g. `\c{FS OR AX,0x240A}'),
8121 and generating `DB' instructions ever so often if it's totally stumped.
8122 Then it will reach the code section.
8124 Supposing NDISASM has just finished generating a strange machine
8125 instruction from part of the data section, and its file position is
8126 now one byte \e{before} the beginning of the code section. It's
8127 entirely possible that another spurious instruction will get
8128 generated, starting with the final byte of the data section, and
8129 then the correct first instruction in the code section will not be
8130 seen because the starting point skipped over it. This isn't really
8131 ideal.
8133 To avoid this, you can specify a `\i\c{synchronisation}' point, or indeed
8134 as many synchronisation points as you like (although NDISASM can
8135 only handle 2147483647 sync points internally). The definition of a sync
8136 point is this: NDISASM guarantees to hit sync points exactly during
8137 disassembly. If it is thinking about generating an instruction which
8138 would cause it to jump over a sync point, it will discard that
8139 instruction and output a `\c{db}' instead. So it \e{will} start
8140 disassembly exactly from the sync point, and so you \e{will} see all
8141 the instructions in your code section.
8143 Sync points are specified using the \i\c{-s} option: they are measured
8144 in terms of the program origin, not the file position. So if you
8145 want to synchronize after 32 bytes of a \c{.COM} file, you would have to
8148 \c        ndisasm -o100h -s120h file.com
8150 rather than
8152 \c        ndisasm -o100h -s20h file.com
8154 As stated above, you can specify multiple sync markers if you need
8155 to, just by repeating the \c{-s} option.
8158 \S{ndisisync} Mixed Code and Data: Automatic (Intelligent) Synchronisation
8159 \I\c{auto-sync}
8161 Suppose you are disassembling the boot sector of a \c{DOS} floppy (maybe
8162 it has a virus, and you need to understand the virus so that you
8163 know what kinds of damage it might have done you). Typically, this
8164 will contain a \c{JMP} instruction, then some data, then the rest of the
8165 code. So there is a very good chance of NDISASM being \e{misaligned}
8166 when the data ends and the code begins. Hence a sync point is
8167 needed.
8169 On the other hand, why should you have to specify the sync point
8170 manually? What you'd do in order to find where the sync point would
8171 be, surely, would be to read the \c{JMP} instruction, and then to use
8172 its target address as a sync point. So can NDISASM do that for you?
8174 The answer, of course, is yes: using either of the synonymous
8175 switches \i\c{-a} (for automatic sync) or \i\c{-i} (for intelligent
8176 sync) will enable \c{auto-sync} mode. Auto-sync mode automatically
8177 generates a sync point for any forward-referring PC-relative jump or
8178 call instruction that NDISASM encounters. (Since NDISASM is one-pass,
8179 if it encounters a PC-relative jump whose target has already been
8180 processed, there isn't much it can do about it...)
8182 Only PC-relative jumps are processed, since an absolute jump is
8183 either through a register (in which case NDISASM doesn't know what
8184 the register contains) or involves a segment address (in which case
8185 the target code isn't in the same segment that NDISASM is working
8186 in, and so the sync point can't be placed anywhere useful).
8188 For some kinds of file, this mechanism will automatically put sync
8189 points in all the right places, and save you from having to place
8190 any sync points manually. However, it should be stressed that
8191 auto-sync mode is \e{not} guaranteed to catch all the sync points, and
8192 you may still have to place some manually.
8194 Auto-sync mode doesn't prevent you from declaring manual sync
8195 points: it just adds automatically generated ones to the ones you
8196 provide. It's perfectly feasible to specify \c{-i} \e{and} some \c{-s}
8197 options.
8199 Another caveat with auto-sync mode is that if, by some unpleasant
8200 fluke, something in your data section should disassemble to a
8201 PC-relative call or jump instruction, NDISASM may obediently place a
8202 sync point in a totally random place, for example in the middle of
8203 one of the instructions in your code section. So you may end up with
8204 a wrong disassembly even if you use auto-sync. Again, there isn't
8205 much I can do about this. If you have problems, you'll have to use
8206 manual sync points, or use the \c{-k} option (documented below) to
8207 suppress disassembly of the data area.
8210 \S{ndisother} Other Options
8212 The \i\c{-e} option skips a header on the file, by ignoring the first N
8213 bytes. This means that the header is \e{not} counted towards the
8214 disassembly offset: if you give \c{-e10 -o10}, disassembly will start
8215 at byte 10 in the file, and this will be given offset 10, not 20.
8217 The \i\c{-k} option is provided with two comma-separated numeric
8218 arguments, the first of which is an assembly offset and the second
8219 is a number of bytes to skip. This \e{will} count the skipped bytes
8220 towards the assembly offset: its use is to suppress disassembly of a
8221 data section which wouldn't contain anything you wanted to see
8222 anyway.
8225 \H{ndisbugs} Bugs and Improvements
8227 There are no known bugs. However, any you find, with patches if
8228 possible, should be sent to
8229 \W{mailto:nasm-bugs@lists.sourceforge.net}\c{nasm-bugs@lists.sourceforge.net}, or to the
8230 developer's site at
8231 \W{http://www.nasm.us/}\c{http://www.nasm.us/}
8232 and we'll try to fix them. Feel free to send contributions and
8233 new features as well.
8235 \A{inslist} \i{Instruction List}
8237 \H{inslistintro} Introduction
8239 The following sections show the instructions which NASM currently supports. For each
8240 instruction, there is a separate entry for each supported addressing mode. The third
8241 column shows the processor type in which the instruction was introduced and,
8242  when appropriate, one or more usage flags.
8244 \& inslist.src
8246 \A{changelog} \i{NASM Version History}
8248 \& changes.src