Remove obsolete tagrelease script (duplicate of tag-release)
[nasm.git] / doc / nasmdoc.src
blob66856064ba0f4fdc1f441f6364ea9a6611b3a044
1 \#
2 \# Source code to NASM documentation
3 \#
4 \M{category}{Programming}
5 \M{title}{NASM - The Netwide Assembler}
6 \M{year}{2008}
7 \M{author}{The NASM Development Team}
8 \M{license}{All rights reserved. This document is redistributable under the license given in the file "COPYING" distributed in the NASM archive.}
9 \M{summary}{This file documents NASM, the Netwide Assembler: an assembler targetting the Intel x86 series of processors, with portable source.}
10 \M{infoname}{NASM}
11 \M{infofile}{nasm}
12 \M{infotitle}{The Netwide Assembler for x86}
13 \M{epslogo}{nasmlogo.eps}
14 \IR{-D} \c{-D} option
15 \IR{-E} \c{-E} option
16 \IR{-F} \c{-F} option
17 \IR{-I} \c{-I} option
18 \IR{-M} \c{-M} option
19 \IR{-MD} \c{-MD} option
20 \IR{-MF} \c{-MF} option
21 \IR{-MG} \c{-MG} option
22 \IR{-MP} \c{-MP} option
23 \IR{-MQ} \c{-MQ} option
24 \IR{-MT} \c{-MT} option
25 \IR{-On} \c{-On} option
26 \IR{-P} \c{-P} option
27 \IR{-U} \c{-U} option
28 \IR{-X} \c{-X} option
29 \IR{-a} \c{-a} option
30 \IR{-d} \c{-d} option
31 \IR{-e} \c{-e} option
32 \IR{-f} \c{-f} option
33 \IR{-g} \c{-g} option
34 \IR{-i} \c{-i} option
35 \IR{-l} \c{-l} option
36 \IR{-o} \c{-o} option
37 \IR{-p} \c{-p} option
38 \IR{-s} \c{-s} option
39 \IR{-u} \c{-u} option
40 \IR{-v} \c{-v} option
41 \IR{-w} \c{-w} option
42 \IR{-y} \c{-y} option
43 \IR{-Z} \c{-Z} option
44 \IR{!=} \c{!=} operator
45 \IR{$, here} \c{$}, Here token
46 \IR{$, prefix} \c{$}, prefix
47 \IR{$$} \c{$$} token
48 \IR{%} \c{%} operator
49 \IR{%%} \c{%%} operator
50 \IR{%+1} \c{%+1} and \c{%-1} syntax
51 \IA{%-1}{%+1}
52 \IR{%0} \c{%0} parameter count
53 \IR{&} \c{&} operator
54 \IR{&&} \c{&&} operator
55 \IR{*} \c{*} operator
56 \IR{..@} \c{..@} symbol prefix
57 \IR{/} \c{/} operator
58 \IR{//} \c{//} operator
59 \IR{<} \c{<} operator
60 \IR{<<} \c{<<} operator
61 \IR{<=} \c{<=} operator
62 \IR{<>} \c{<>} operator
63 \IR{=} \c{=} operator
64 \IR{==} \c{==} operator
65 \IR{>} \c{>} operator
66 \IR{>=} \c{>=} operator
67 \IR{>>} \c{>>} operator
68 \IR{?} \c{?} MASM syntax
69 \IR{^} \c{^} operator
70 \IR{^^} \c{^^} operator
71 \IR{|} \c{|} operator
72 \IR{||} \c{||} operator
73 \IR{~} \c{~} operator
74 \IR{%$} \c{%$} and \c{%$$} prefixes
75 \IA{%$$}{%$}
76 \IR{+ opaddition} \c{+} operator, binary
77 \IR{+ opunary} \c{+} operator, unary
78 \IR{+ modifier} \c{+} modifier
79 \IR{- opsubtraction} \c{-} operator, binary
80 \IR{- opunary} \c{-} operator, unary
81 \IR{! opunary} \c{!} operator, unary
82 \IR{alignment, in bin sections} alignment, in \c{bin} sections
83 \IR{alignment, in elf sections} alignment, in \c{elf} sections
84 \IR{alignment, in win32 sections} alignment, in \c{win32} sections
85 \IR{alignment, of elf common variables} alignment, of \c{elf} common
86 variables
87 \IR{alignment, in obj sections} alignment, in \c{obj} sections
88 \IR{a.out, bsd version} \c{a.out}, BSD version
89 \IR{a.out, linux version} \c{a.out}, Linux version
90 \IR{autoconf} Autoconf
91 \IR{bin} bin
92 \IR{bitwise and} bitwise AND
93 \IR{bitwise or} bitwise OR
94 \IR{bitwise xor} bitwise XOR
95 \IR{block ifs} block IFs
96 \IR{borland pascal} Borland, Pascal
97 \IR{borland's win32 compilers} Borland, Win32 compilers
98 \IR{braces, after % sign} braces, after \c{%} sign
99 \IR{bsd} BSD
100 \IR{c calling convention} C calling convention
101 \IR{c symbol names} C symbol names
102 \IA{critical expressions}{critical expression}
103 \IA{command line}{command-line}
104 \IA{case sensitivity}{case sensitive}
105 \IA{case-sensitive}{case sensitive}
106 \IA{case-insensitive}{case sensitive}
107 \IA{character constants}{character constant}
108 \IR{common object file format} Common Object File Format
109 \IR{common variables, alignment in elf} common variables, alignment
110 in \c{elf}
111 \IR{common, elf extensions to} \c{COMMON}, \c{elf} extensions to
112 \IR{common, obj extensions to} \c{COMMON}, \c{obj} extensions to
113 \IR{declaring structure} declaring structures
114 \IR{default-wrt mechanism} default-\c{WRT} mechanism
115 \IR{devpac} DevPac
116 \IR{djgpp} DJGPP
117 \IR{dll symbols, exporting} DLL symbols, exporting
118 \IR{dll symbols, importing} DLL symbols, importing
119 \IR{dos} DOS
120 \IR{dos archive} DOS archive
121 \IR{dos source archive} DOS source archive
122 \IA{effective address}{effective addresses}
123 \IA{effective-address}{effective addresses}
124 \IR{elf} ELF
125 \IR{elf, 16-bit code and} ELF, 16-bit code and
126 \IR{elf shared libraries} ELF, shared libraries
127 \IR{executable and linkable format} Executable and Linkable Format
128 \IR{extern, obj extensions to} \c{EXTERN}, \c{obj} extensions to
129 \IR{extern, rdf extensions to} \c{EXTERN}, \c{rdf} extensions to
130 \IR{floating-point, constants} floating-point, constants
131 \IR{floating-point, packed bcd constants} floating-point, packed BCD constants
132 \IR{freebsd} FreeBSD
133 \IR{freelink} FreeLink
134 \IR{functions, c calling convention} functions, C calling convention
135 \IR{functions, pascal calling convention} functions, Pascal calling
136 convention
137 \IR{global, aoutb extensions to} \c{GLOBAL}, \c{aoutb} extensions to
138 \IR{global, elf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{elf} extensions to
139 \IR{global, rdf extensions to} \c{GLOBAL}, \c{rdf} extensions to
140 \IR{got} GOT
141 \IR{got relocations} \c{GOT} relocations
142 \IR{gotoff relocation} \c{GOTOFF} relocations
143 \IR{gotpc relocation} \c{GOTPC} relocations
144 \IR{intel number formats} Intel number formats
145 \IR{linux, elf} Linux, ELF
146 \IR{linux, a.out} Linux, \c{a.out}
147 \IR{linux, as86} Linux, \c{as86}
148 \IR{logical and} logical AND
149 \IR{logical or} logical OR
150 \IR{logical xor} logical XOR
151 \IR{masm} MASM
152 \IA{memory reference}{memory references}
153 \IR{minix} Minix
154 \IA{misc directory}{misc subdirectory}
155 \IR{misc subdirectory} \c{misc} subdirectory
156 \IR{microsoft omf} Microsoft OMF
157 \IR{mmx registers} MMX registers
158 \IA{modr/m}{modr/m byte}
159 \IR{modr/m byte} ModR/M byte
160 \IR{ms-dos} MS-DOS
161 \IR{ms-dos device drivers} MS-DOS device drivers
162 \IR{multipush} \c{multipush} macro
163 \IR{nan} NaN
164 \IR{nasm version} NASM version
165 \IR{netbsd} NetBSD
166 \IR{omf} OMF
167 \IR{openbsd} OpenBSD
168 \IR{operating system} operating system
169 \IR{os/2} OS/2
170 \IR{pascal calling convention}Pascal calling convention
171 \IR{passes} passes, assembly
172 \IR{perl} Perl
173 \IR{pic} PIC
174 \IR{pharlap} PharLap
175 \IR{plt} PLT
176 \IR{plt} \c{PLT} relocations
177 \IA{pre-defining macros}{pre-define}
178 \IA{preprocessor expressions}{preprocessor, expressions}
179 \IA{preprocessor loops}{preprocessor, loops}
180 \IA{preprocessor variables}{preprocessor, variables}
181 \IA{rdoff subdirectory}{rdoff}
182 \IR{rdoff} \c{rdoff} subdirectory
183 \IR{relocatable dynamic object file format} Relocatable Dynamic
184 Object File Format
185 \IR{relocations, pic-specific} relocations, PIC-specific
186 \IA{repeating}{repeating code}
187 \IR{section alignment, in elf} section alignment, in \c{elf}
188 \IR{section alignment, in bin} section alignment, in \c{bin}
189 \IR{section alignment, in obj} section alignment, in \c{obj}
190 \IR{section alignment, in win32} section alignment, in \c{win32}
191 \IR{section, elf extensions to} \c{SECTION}, \c{elf} extensions to
192 \IR{section, win32 extensions to} \c{SECTION}, \c{win32} extensions to
193 \IR{segment alignment, in bin} segment alignment, in \c{bin}
194 \IR{segment alignment, in obj} segment alignment, in \c{obj}
195 \IR{segment, obj extensions to} \c{SEGMENT}, \c{elf} extensions to
196 \IR{segment names, borland pascal} segment names, Borland Pascal
197 \IR{shift command} \c{shift} command
198 \IA{sib}{sib byte}
199 \IR{sib byte} SIB byte
200 \IR{align, smart} \c{ALIGN}, smart
201 \IR{solaris x86} Solaris x86
202 \IA{standard section names}{standardized section names}
203 \IR{symbols, exporting from dlls} symbols, exporting from DLLs
204 \IR{symbols, importing from dlls} symbols, importing from DLLs
205 \IR{test subdirectory} \c{test} subdirectory
206 \IR{tlink} \c{TLINK}
207 \IR{underscore, in c symbols} underscore, in C symbols
208 \IR{unicode} Unicode
209 \IR{unix} Unix
210 \IR{utf-8} UTF-8
211 \IR{utf-16} UTF-16
212 \IR{utf-32} UTF-32
213 \IA{sco unix}{unix, sco}
214 \IR{unix, sco} Unix, SCO
215 \IA{unix source archive}{unix, source archive}
216 \IR{unix, source archive} Unix, source archive
217 \IA{unix system v}{unix, system v}
218 \IR{unix, system v} Unix, System V
219 \IR{unixware} UnixWare
220 \IR{val} VAL
221 \IR{version number of nasm} version number of NASM
222 \IR{visual c++} Visual C++
223 \IR{www page} WWW page
224 \IR{win32} Win32
225 \IR{win32} Win64
226 \IR{windows} Windows
227 \IR{windows 95} Windows 95
228 \IR{windows nt} Windows NT
229 \# \IC{program entry point}{entry point, program}
230 \# \IC{program entry point}{start point, program}
231 \# \IC{MS-DOS device drivers}{device drivers, MS-DOS}
232 \# \IC{16-bit mode, versus 32-bit mode}{32-bit mode, versus 16-bit mode}
233 \# \IC{c symbol names}{symbol names, in C}
236 \C{intro} Introduction
238 \H{whatsnasm} What Is NASM?
240 The Netwide Assembler, NASM, is an 80x86 and x86-64 assembler designed
241 for portability and modularity. It supports a range of object file
242 formats, including Linux and \c{*BSD} \c{a.out}, \c{ELF}, \c{COFF},
243 \c{Mach-O}, Microsoft 16-bit \c{OBJ}, \c{Win32} and \c{Win64}. It will
244 also output plain binary files. Its syntax is designed to be simple
245 and easy to understand, similar to Intel's but less complex. It
246 supports all currently known x86 architectural extensions, and has
247 strong support for macros.
250 \S{yaasm} Why Yet Another Assembler?
252 The Netwide Assembler grew out of an idea on \i\c{comp.lang.asm.x86}
253 (or possibly \i\c{alt.lang.asm} - I forget which), which was
254 essentially that there didn't seem to be a good \e{free} x86-series
255 assembler around, and that maybe someone ought to write one.
257 \b \i\c{a86} is good, but not free, and in particular you don't get any
258 32-bit capability until you pay. It's DOS only, too.
260 \b \i\c{gas} is free, and ports over to DOS and Unix, but it's not
261 very good, since it's designed to be a back end to \i\c{gcc}, which
262 always feeds it correct code. So its error checking is minimal. Also,
263 its syntax is horrible, from the point of view of anyone trying to
264 actually \e{write} anything in it. Plus you can't write 16-bit code in
265 it (properly.)
267 \b \i\c{as86} is specific to Minix and Linux, and (my version at least)
268 doesn't seem to have much (or any) documentation.
270 \b \i\c{MASM} isn't very good, and it's (was) expensive, and it runs only under
271 DOS.
273 \b \i\c{TASM} is better, but still strives for MASM compatibility,
274 which means millions of directives and tons of red tape. And its syntax
275 is essentially MASM's, with the contradictions and quirks that
276 entails (although it sorts out some of those by means of Ideal mode.)
277 It's expensive too. And it's DOS-only.
279 So here, for your coding pleasure, is NASM. At present it's
280 still in prototype stage - we don't promise that it can outperform
281 any of these assemblers. But please, \e{please} send us bug reports,
282 fixes, helpful information, and anything else you can get your hands
283 on (and thanks to the many people who've done this already! You all
284 know who you are), and we'll improve it out of all recognition.
285 Again.
288 \S{legal} License Conditions
290 Please see the file \c{COPYING}, supplied as part of any NASM
291 distribution archive, for the \i{license} conditions under which you
292 may use NASM.  NASM is now under the so-called GNU Lesser General
293 Public License, LGPL.
296 \H{contact} Contact Information
298 The current version of NASM (since about 0.98.08) is maintained by a
299 team of developers, accessible through the \c{nasm-devel} mailing list
300 (see below for the link).
301 If you want to report a bug, please read \k{bugs} first.
303 NASM has a \i{WWW page} at
304 \W{http://nasm.sourceforge.net}\c{http://nasm.sourceforge.net}. If it's
305 not there, google for us!
308 The original authors are \i{e\-mail}able as
309 \W{mailto:jules@dsf.org.uk}\c{jules@dsf.org.uk} and
310 \W{mailto:anakin@pobox.com}\c{anakin@pobox.com}.
311 The latter is no longer involved in the development team.
313 \i{New releases} of NASM are uploaded to the official sites
314 \W{http://nasm.sourceforge.net}\c{http://nasm.sourceforge.net}
315 and to
316 \W{ftp://ftp.kernel.org/pub/software/devel/nasm/}\i\c{ftp.kernel.org}
318 \W{ftp://ibiblio.org/pub/Linux/devel/lang/assemblers/}\i\c{ibiblio.org}.
320 Announcements are posted to
321 \W{news:comp.lang.asm.x86}\i\c{comp.lang.asm.x86},
322 \W{news:alt.lang.asm}\i\c{alt.lang.asm} and
323 \W{news:comp.os.linux.announce}\i\c{comp.os.linux.announce}
325 If you want information about NASM beta releases, and the current
326 development status, please subscribe to the \i\c{nasm-devel} email list
327 by registering at
328 \W{http://sourceforge.net/projects/nasm}\c{http://sourceforge.net/projects/nasm}.
331 \H{install} Installation
333 \S{instdos} \i{Installing} NASM under MS-\i{DOS} or Windows
335 Once you've obtained the appropriate archive for NASM,
336 \i\c{nasm-XXX-dos.zip} or \i\c{nasm-XXX-win32.zip} (where \c{XXX}
337 denotes the version number of NASM contained in the archive), unpack
338 it into its own directory (for example \c{c:\\nasm}).
340 The archive will contain a set of executable files: the NASM
341 executable file \i\c{nasm.exe}, the NDISASM executable file
342 \i\c{ndisasm.exe}, and possibly additional utilities to handle the
343 RDOFF file format.
345 The only file NASM needs to run is its own executable, so copy
346 \c{nasm.exe} to a directory on your PATH, or alternatively edit
347 \i\c{autoexec.bat} to add the \c{nasm} directory to your
348 \i\c{PATH} (to do that under Windows XP, go to Start > Control Panel >
349 System > Advanced > Environment Variables; these instructions may work
350 under other versions of Windows as well.)
352 That's it - NASM is installed. You don't need the nasm directory
353 to be present to run NASM (unless you've added it to your \c{PATH}),
354 so you can delete it if you need to save space; however, you may
355 want to keep the documentation or test programs.
357 If you've downloaded the \i{DOS source archive}, \i\c{nasm-XXX.zip},
358 the \c{nasm} directory will also contain the full NASM \i{source
359 code}, and a selection of \i{Makefiles} you can (hopefully) use to
360 rebuild your copy of NASM from scratch.  See the file \c{INSTALL} in
361 the source archive.
363 Note that a number of files are generated from other files by Perl
364 scripts.  Although the NASM source distribution includes these
365 generated files, you will need to rebuild them (and hence, will need a
366 Perl interpreter) if you change insns.dat, standard.mac or the
367 documentation. It is possible future source distributions may not
368 include these files at all. Ports of \i{Perl} for a variety of
369 platforms, including DOS and Windows, are available from
370 \W{http://www.cpan.org/ports/}\i{www.cpan.org}.
373 \S{instdos} Installing NASM under \i{Unix}
375 Once you've obtained the \i{Unix source archive} for NASM,
376 \i\c{nasm-XXX.tar.gz} (where \c{XXX} denotes the version number of
377 NASM contained in the archive), unpack it into a directory such
378 as \c{/usr/local/src}. The archive, when unpacked, will create its
379 own subdirectory \c{nasm-XXX}.
381 NASM is an \I{Autoconf}\I\c{configure}auto-configuring package: once
382 you've unpacked it, \c{cd} to the directory it's been unpacked into
383 and type \c{./configure}. This shell script will find the best C
384 compiler to use for building NASM and set up \i{Makefiles}
385 accordingly.
387 Once NASM has auto-configured, you can type \i\c{make} to build the
388 \c{nasm} and \c{ndisasm} binaries, and then \c{make install} to
389 install them in \c{/usr/local/bin} and install the \i{man pages}
390 \i\c{nasm.1} and \i\c{ndisasm.1} in \c{/usr/local/man/man1}.
391 Alternatively, you can give options such as \c{--prefix} to the
392 configure script (see the file \i\c{INSTALL} for more details), or
393 install the programs yourself.
395 NASM also comes with a set of utilities for handling the \c{RDOFF}
396 custom object-file format, which are in the \i\c{rdoff} subdirectory
397 of the NASM archive. You can build these with \c{make rdf} and
398 install them with \c{make rdf_install}, if you want them.
401 \C{running} Running NASM
403 \H{syntax} NASM \i{Command-Line} Syntax
405 To assemble a file, you issue a command of the form
407 \c nasm -f <format> <filename> [-o <output>]
409 For example,
411 \c nasm -f elf myfile.asm
413 will assemble \c{myfile.asm} into an \c{ELF} object file \c{myfile.o}. And
415 \c nasm -f bin myfile.asm -o myfile.com
417 will assemble \c{myfile.asm} into a raw binary file \c{myfile.com}.
419 To produce a listing file, with the hex codes output from NASM
420 displayed on the left of the original sources, use the \c{-l} option
421 to give a listing file name, for example:
423 \c nasm -f coff myfile.asm -l myfile.lst
425 To get further usage instructions from NASM, try typing
427 \c nasm -h
429 As \c{-hf}, this will also list the available output file formats, and what they
430 are.
432 If you use Linux but aren't sure whether your system is \c{a.out}
433 or \c{ELF}, type
435 \c file nasm
437 (in the directory in which you put the NASM binary when you
438 installed it). If it says something like
440 \c nasm: ELF 32-bit LSB executable i386 (386 and up) Version 1
442 then your system is \c{ELF}, and you should use the option \c{-f elf}
443 when you want NASM to produce Linux object files. If it says
445 \c nasm: Linux/i386 demand-paged executable (QMAGIC)
447 or something similar, your system is \c{a.out}, and you should use
448 \c{-f aout} instead (Linux \c{a.out} systems have long been obsolete,
449 and are rare these days.)
451 Like Unix compilers and assemblers, NASM is silent unless it
452 goes wrong: you won't see any output at all, unless it gives error
453 messages.
456 \S{opt-o} The \i\c{-o} Option: Specifying the Output File Name
458 NASM will normally choose the name of your output file for you;
459 precisely how it does this is dependent on the object file format.
460 For Microsoft object file formats (\i\c{obj} and \i\c{win32}), it
461 will remove the \c{.asm} \i{extension} (or whatever extension you
462 like to use - NASM doesn't care) from your source file name and
463 substitute \c{.obj}. For Unix object file formats (\i\c{aout},
464 \i\c{coff}, \i\c{elf}, \i\c{macho} and \i\c{as86}) it will substitute \c{.o}. For
465 \i\c{rdf}, it will use \c{.rdf}, and for the \i\c{bin} format it
466 will simply remove the extension, so that \c{myfile.asm} produces
467 the output file \c{myfile}.
469 If the output file already exists, NASM will overwrite it, unless it
470 has the same name as the input file, in which case it will give a
471 warning and use \i\c{nasm.out} as the output file name instead.
473 For situations in which this behaviour is unacceptable, NASM
474 provides the \c{-o} command-line option, which allows you to specify
475 your desired output file name. You invoke \c{-o} by following it
476 with the name you wish for the output file, either with or without
477 an intervening space. For example:
479 \c nasm -f bin program.asm -o program.com
480 \c nasm -f bin driver.asm -odriver.sys
482 Note that this is a small o, and is different from a capital O , which
483 is used to specify the number of optimisation passes required. See \k{opt-On}.
486 \S{opt-f} The \i\c{-f} Option: Specifying the \i{Output File Format}
488 If you do not supply the \c{-f} option to NASM, it will choose an
489 output file format for you itself. In the distribution versions of
490 NASM, the default is always \i\c{bin}; if you've compiled your own
491 copy of NASM, you can redefine \i\c{OF_DEFAULT} at compile time and
492 choose what you want the default to be.
494 Like \c{-o}, the intervening space between \c{-f} and the output
495 file format is optional; so \c{-f elf} and \c{-felf} are both valid.
497 A complete list of the available output file formats can be given by
498 issuing the command \i\c{nasm -hf}.
501 \S{opt-l} The \i\c{-l} Option: Generating a \i{Listing File}
503 If you supply the \c{-l} option to NASM, followed (with the usual
504 optional space) by a file name, NASM will generate a
505 \i{source-listing file} for you, in which addresses and generated
506 code are listed on the left, and the actual source code, with
507 expansions of multi-line macros (except those which specifically
508 request no expansion in source listings: see \k{nolist}) on the
509 right. For example:
511 \c nasm -f elf myfile.asm -l myfile.lst
513 If a list file is selected, you may turn off listing for a 
514 section of your source with \c{[list -]}, and turn it back on
515 with \c{[list +]}, (the default, obviously). There is no "user 
516 form" (without the brackets). This can be used to list only 
517 sections of interest, avoiding excessively long listings.
520 \S{opt-M} The \i\c{-M} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
522 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
523 This can be redirected to a file for further processing. For example:
525 \c nasm -M myfile.asm > myfile.dep
528 \S{opt-MG} The \i\c{-MG} Option: Generate \i{Makefile Dependencies}
530 This option can be used to generate makefile dependencies on stdout.
531 This differs from the \c{-M} option in that if a nonexisting file is
532 encountered, it is assumed to be a generated file and is added to the
533 dependency list without a prefix.
536 \S{opt-MF} The \i\c\{-MF} Option: Set Makefile Dependency File
538 This option can be used with the \c{-M} or \c{-MG} options to send the
539 output to a file, rather than to stdout.  For example:
541 \c nasm -M -MF myfile.dep myfile.asm
544 \S{opt-MD} The \i\c{-MD} Option: Assemble and Generate Dependencies
546 The \c{-MD} option acts as the combination of the \c{-M} and \c{-MF}
547 options (i.e. a filename has to be specified.)  However, unlike the
548 \c{-M} or \c{-MG} options, \c{-MD} does \e{not} inhibit the normal
549 operation of the assembler.  Use this to automatically generate
550 updated dependencies with every assembly session.  For example:
552 \c nasm -f elf -o myfile.o -MD myfile.dep myfile.asm
555 \S{opt-MT} The \i\c{-MT} Option: Dependency Target Name
557 The \c{-MT} option can be used to override the default name of the
558 dependency target.  This is normally the same as the output filename,
559 specified by the \c{-o} option.
562 \S{opt-MQ} The \i\c{-MQ} Option: Dependency Target Name (Quoted)
564 The \c{-MQ} option acts as the \c{-MT} option, except it tries to
565 quote characters that have special meaning in Makefile syntax.  This
566 is not foolproof, as not all characters with special meaning are
567 quotable in Make.
570 \S{opt-MP} The \i\c{-MP} Option: Emit phony targets
572 When used with any of the dependency generation options, the \c{-MP}
573 option causes NASM to emit a phony target without dependencies for
574 each header file.  This prevents Make from complaining if a header
575 file has been removed.
578 \S{opt-F} The \i\c{-F} Option: Selecting a \i{Debug Information Format}
580 This option is used to select the format of the debug information
581 emitted into the output file, to be used by a debugger (or \e{will}
582 be). Prior to version 2.03.01, the use of this switch did \e{not} enable
583 output of the selected debug info format.  Use \c{-g}, see \k{opt-g},
584 to enable output.  Versions 2.03.01 and later automatically enable \c{-g}
585 if \c{-F} is specified.
587 A complete list of the available debug file formats for an output
588 format can be seen by issuing the command \c{nasm -f <format> -y}.  Not
589 all output formats currently support debugging output.  See \k{opt-y}.
591 This should not be confused with the \c{-f dbg} output format option which 
592 is not built into NASM by default. For information on how
593 to enable it when building from the sources, see \k{dbgfmt}.
596 \S{opt-g} The \i\c{-g} Option: Enabling \i{Debug Information}.
598 This option can be used to generate debugging information in the specified
599 format. See \k{opt-F}. Using \c{-g} without \c{-F} results in emitting 
600 debug info in the default format, if any, for the selected output format.
601 If no debug information is currently implemented in the selected output 
602 format, \c{-g} is \e{silently ignored}.
605 \S{opt-X} The \i\c{-X} Option: Selecting an \i{Error Reporting Format}
607 This option can be used to select an error reporting format for any 
608 error messages that might be produced by NASM.
610 Currently, two error reporting formats may be selected.  They are
611 the \c{-Xvc} option and the \c{-Xgnu} option.  The GNU format is 
612 the default and looks like this:
614 \c filename.asm:65: error: specific error message 
616 where \c{filename.asm} is the name of the source file in which the
617 error was detected, \c{65} is the source file line number on which 
618 the error was detected, \c{error} is the severity of the error (this
619 could be \c{warning}), and \c{specific error message} is a more
620 detailed text message which should help pinpoint the exact problem.
622 The other format, specified by \c{-Xvc} is the style used by Microsoft
623 Visual C++ and some other programs.  It looks like this:
625 \c filename.asm(65) : error: specific error message
627 where the only difference is that the line number is in parentheses
628 instead of being delimited by colons.  
630 See also the \c{Visual C++} output format, \k{win32fmt}.
632 \S{opt-Z} The \i\c{-Z} Option: Send Errors to a File
634 Under \I{DOS}\c{MS-DOS} it can be difficult (though there are ways) to
635 redirect the standard-error output of a program to a file. Since
636 NASM usually produces its warning and \i{error messages} on
637 \i\c{stderr}, this can make it hard to capture the errors if (for
638 example) you want to load them into an editor.
640 NASM therefore provides the \c{-Z} option, taking a filename argument
641 which causes errors to be sent to the specified files rather than
642 standard error. Therefore you can \I{redirecting errors}redirect
643 the errors into a file by typing
645 \c nasm -Z myfile.err -f obj myfile.asm
647 In earlier versions of NASM, this option was called \c{-E}, but it was
648 changed since \c{-E} is an option conventionally used for
649 preprocessing only, with disastrous results.  See \k{opt-E}.
651 \S{opt-s} The \i\c{-s} Option: Send Errors to \i\c{stdout}
653 The \c{-s} option redirects \i{error messages} to \c{stdout} rather
654 than \c{stderr}, so it can be redirected under \I{DOS}\c{MS-DOS}. To
655 assemble the file \c{myfile.asm} and pipe its output to the \c{more}
656 program, you can type:
658 \c nasm -s -f obj myfile.asm | more
660 See also the \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
663 \S{opt-i} The \i\c{-i}\I\c{-I} Option: Include File Search Directories
665 When NASM sees the \i\c{%include} or \i\c{%pathsearch} directive in a
666 source file (see \k{include}, \k{pathsearch} or \k{incbin}), it will
667 search for the given file not only in the current directory, but also
668 in any directories specified on the command line by the use of the
669 \c{-i} option. Therefore you can include files from a \i{macro
670 library}, for example, by typing
672 \c nasm -ic:\macrolib\ -f obj myfile.asm
674 (As usual, a space between \c{-i} and the path name is allowed, and
675 optional).
677 NASM, in the interests of complete source-code portability, does not
678 understand the file naming conventions of the OS it is running on;
679 the string you provide as an argument to the \c{-i} option will be
680 prepended exactly as written to the name of the include file.
681 Therefore the trailing backslash in the above example is necessary.
682 Under Unix, a trailing forward slash is similarly necessary.
684 (You can use this to your advantage, if you're really \i{perverse},
685 by noting that the option \c{-ifoo} will cause \c{%include "bar.i"}
686 to search for the file \c{foobar.i}...)
688 If you want to define a \e{standard} \i{include search path},
689 similar to \c{/usr/include} on Unix systems, you should place one or
690 more \c{-i} directives in the \c{NASMENV} environment variable (see
691 \k{nasmenv}).
693 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
694 be specified as \c{-I}.
697 \S{opt-p} The \i\c{-p}\I\c{-P} Option: \I{pre-including files}Pre-Include a File
699 \I\c{%include}NASM allows you to specify files to be
700 \e{pre-included} into your source file, by the use of the \c{-p}
701 option. So running
703 \c nasm myfile.asm -p myinc.inc
705 is equivalent to running \c{nasm myfile.asm} and placing the
706 directive \c{%include "myinc.inc"} at the start of the file.
708 For consistency with the \c{-I}, \c{-D} and \c{-U} options, this
709 option can also be specified as \c{-P}.
712 \S{opt-d} The \i\c{-d}\I\c{-D} Option: \I{pre-defining macros}Pre-Define a Macro
714 \I\c{%define}Just as the \c{-p} option gives an alternative to placing
715 \c{%include} directives at the start of a source file, the \c{-d}
716 option gives an alternative to placing a \c{%define} directive. You
717 could code
719 \c nasm myfile.asm -dFOO=100
721 as an alternative to placing the directive
723 \c %define FOO 100
725 at the start of the file. You can miss off the macro value, as well:
726 the option \c{-dFOO} is equivalent to coding \c{%define FOO}. This
727 form of the directive may be useful for selecting \i{assembly-time
728 options} which are then tested using \c{%ifdef}, for example
729 \c{-dDEBUG}.
731 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
732 be specified as \c{-D}.
735 \S{opt-u} The \i\c{-u}\I\c{-U} Option: \I{Undefining macros}Undefine a Macro
737 \I\c{%undef}The \c{-u} option undefines a macro that would otherwise
738 have been pre-defined, either automatically or by a \c{-p} or \c{-d}
739 option specified earlier on the command lines.
741 For example, the following command line:
743 \c nasm myfile.asm -dFOO=100 -uFOO
745 would result in \c{FOO} \e{not} being a predefined macro in the
746 program. This is useful to override options specified at a different
747 point in a Makefile.
749 For Makefile compatibility with many C compilers, this option can also
750 be specified as \c{-U}.
753 \S{opt-E} The \i\c{-E}\I{-e} Option: Preprocess Only
755 NASM allows the \i{preprocessor} to be run on its own, up to a
756 point. Using the \c{-E} option (which requires no arguments) will
757 cause NASM to preprocess its input file, expand all the macro
758 references, remove all the comments and preprocessor directives, and
759 print the resulting file on standard output (or save it to a file,
760 if the \c{-o} option is also used).
762 This option cannot be applied to programs which require the
763 preprocessor to evaluate \I{preprocessor expressions}\i{expressions}
764 which depend on the values of symbols: so code such as
766 \c %assign tablesize ($-tablestart)
768 will cause an error in \i{preprocess-only mode}.
770 For compatiblity with older version of NASM, this option can also be
771 written \c{-e}.  \c{-E} in older versions of NASM was the equivalent
772 of the current \c{-Z} option, \k{opt-Z}.
774 \S{opt-a} The \i\c{-a} Option: Don't Preprocess At All
776 If NASM is being used as the back end to a compiler, it might be
777 desirable to \I{suppressing preprocessing}suppress preprocessing
778 completely and assume the compiler has already done it, to save time
779 and increase compilation speeds. The \c{-a} option, requiring no
780 argument, instructs NASM to replace its powerful \i{preprocessor}
781 with a \i{stub preprocessor} which does nothing.
784 \S{opt-On} The \i\c{-On} Option: Specifying \i{Multipass Optimization}.
786 NASM defaults to being a two pass assembler. This means that if you
787 have a complex source file which needs more than 2 passes to assemble
788 optimally, you have to enable extra passes.
790 Using the \c{-O} option, you can tell NASM to carry out multiple passes.
791 The syntax is:
793 \b \c{-O0} strict two-pass assembly, JMP and Jcc are handled more
794         like v0.98, except that backward JMPs are short, if possible.
795         Immediate operands take their long forms if a short form is
796         not specified.
798 \b \c{-O1} strict two-pass assembly, but forward branches are assembled
799         with code guaranteed to reach; may produce larger code than
800         -O0, but will produce successful assembly more often if
801         branch offset sizes are not specified.
802         Additionally, immediate operands which will fit in a signed byte
803         are optimized, unless the long form is specified.
805 \b \c{-On} multi-pass optimization, minimize branch offsets; also will
806         minimize signed immediate bytes, overriding size specification
807         unless the \c{strict} keyword has been used (see \k{strict}).
808         The number specifies the maximum number of passes.  The more
809         passes, the better the code, but the slower is the assembly.
811 \b \c{-Ox} where \c{x} is the actual letter \c{x}, indicates to NASM
812         to do unlimited passes.
814 Note that this is a capital \c{O}, and is different from a small \c{o}, which
815 is used to specify the output file name. See \k{opt-o}.
818 \S{opt-t} The \i\c{-t} option: Enable TASM Compatibility Mode
820 NASM includes a limited form of compatibility with Borland's \i\c{TASM}.
821 When NASM's \c{-t} option is used, the following changes are made:
823 \b local labels may be prefixed with \c{@@} instead of \c{.}
825 \b size override is supported within brackets. In TASM compatible mode,
826 a size override inside square brackets changes the size of the operand,
827 and not the address type of the operand as it does in NASM syntax. E.g.
828 \c{mov eax,[DWORD val]} is valid syntax in TASM compatibility mode.
829 Note that you lose the ability to override the default address type for
830 the instruction.
832 \b unprefixed forms of some directives supported (\c{arg}, \c{elif},
833 \c{else}, \c{endif}, \c{if}, \c{ifdef}, \c{ifdifi}, \c{ifndef},
834 \c{include}, \c{local})
836 \S{opt-w} The \i\c{-w} Option: Enable or Disable Assembly \i{Warnings}
838 NASM can observe many conditions during the course of assembly which
839 are worth mentioning to the user, but not a sufficiently severe
840 error to justify NASM refusing to generate an output file. These
841 conditions are reported like errors, but come up with the word
842 `warning' before the message. Warnings do not prevent NASM from
843 generating an output file and returning a success status to the
844 operating system.
846 Some conditions are even less severe than that: they are only
847 sometimes worth mentioning to the user. Therefore NASM supports the
848 \c{-w} command-line option, which enables or disables certain
849 classes of assembly warning. Such warning classes are described by a
850 name, for example \c{orphan-labels}; you can enable warnings of
851 this class by the command-line option \c{-w+orphan-labels} and
852 disable it by \c{-w-orphan-labels}.
854 The \i{suppressible warning} classes are:
856 \b \i\c{error} decides if warnings should be treated as errors.
857 It is disabled by default.
859 \b \i\c{macro-params} covers warnings about \i{multi-line macros}
860 being invoked with the wrong number of parameters. This warning
861 class is enabled by default; see \k{mlmacover} for an example of why
862 you might want to disable it.
864 \b \i\c{macro-selfref} warns if a macro references itself. This 
865 warning class is disabled by default.
867 \b\i\c{macro-defaults} warns when a macro has more default
868 parameters than optional parameters. This warning class
869 is enabled by default; see \k{mlmacdef} for why you might want to disable it.
871 \b \i\c{orphan-labels} covers warnings about source lines which
872 contain no instruction but define a label without a trailing colon.
873 NASM warns about this somewhat obscure condition by default;
874 see \k{syntax} for more information.
876 \b \i\c{number-overflow} covers warnings about numeric constants which
877 don't fit in 64 bits. This warning class is enabled by default.
879 \b \i\c{gnu-elf-extensions} warns if 8-bit or 16-bit relocations 
880 are used in \c{-f elf} format. The GNU extensions allow this. 
881 This warning class is disabled by default.
883 \b \i\c{float-overflow} warns about floating point overflow.
884 Enabled by default.
886 \b \i\c{float-denorm} warns about floating point denormals.
887 Disabled by default.
889 \b \i\c{float-underflow} warns about floating point underflow.
890 Disabled by default.
892 \b \i\c{float-toolong} warns about too many digits in floating-point numbers.
893 Enabled by default.
895 In addition, you can set warning classes across sections.
896 Warning classes may be enabled with \i\c{[warning +warning-name]},
897 disabled with \i\c{[warning -warning-name]} or reset to their
898 original value with \i\c{[warning *warning-name]}. No "user form"
899 (without the brackets) exists.
902 \S{opt-v} The \i\c{-v} Option: Display \i{Version} Info
904 Typing \c{NASM -v} will display the version of NASM which you are using,
905 and the date on which it was compiled.
907 You will need the version number if you report a bug.
909 \S{opt-y} The \i\c{-y} Option: Display Available Debug Info Formats
911 Typing \c{nasm -f <option> -y} will display a list of the available 
912 debug info formats for the given output format. The default format 
913 is indicated by an asterisk. For example:
915 \c nasm -f elf -y
917 \c valid debug formats for 'elf32' output format are
918 \c   ('*' denotes default):
919 \c   * stabs     ELF32 (i386) stabs debug format for Linux
920 \c     dwarf     elf32 (i386) dwarf debug format for Linux
923 \S{opt-pfix} The \i\c{--prefix} and \i\c{--postfix} Options.
925 The \c{--prefix} and \c{--postfix} options prepend or append 
926 (respectively) the given argument to all \c{global} or
927 \c{extern} variables. E.g. \c{--prefix_} will prepend the 
928 underscore to all global and external variables, as C sometimes 
929 (but not always) likes it.
932 \S{nasmenv} The \i\c{NASMENV} \i{Environment} Variable
934 If you define an environment variable called \c{NASMENV}, the program
935 will interpret it as a list of extra command-line options, which are
936 processed before the real command line. You can use this to define
937 standard search directories for include files, by putting \c{-i}
938 options in the \c{NASMENV} variable.
940 The value of the variable is split up at white space, so that the
941 value \c{-s -ic:\\nasmlib} will be treated as two separate options.
942 However, that means that the value \c{-dNAME="my name"} won't do
943 what you might want, because it will be split at the space and the
944 NASM command-line processing will get confused by the two
945 nonsensical words \c{-dNAME="my} and \c{name"}.
947 To get round this, NASM provides a feature whereby, if you begin the
948 \c{NASMENV} environment variable with some character that isn't a minus
949 sign, then NASM will treat this character as the \i{separator
950 character} for options. So setting the \c{NASMENV} variable to the
951 value \c{!-s!-ic:\\nasmlib} is equivalent to setting it to \c{-s
952 -ic:\\nasmlib}, but \c{!-dNAME="my name"} will work.
954 This environment variable was previously called \c{NASM}. This was
955 changed with version 0.98.31.
958 \H{qstart} \i{Quick Start} for \i{MASM} Users
960 If you're used to writing programs with MASM, or with \i{TASM} in
961 MASM-compatible (non-Ideal) mode, or with \i\c{a86}, this section
962 attempts to outline the major differences between MASM's syntax and
963 NASM's. If you're not already used to MASM, it's probably worth
964 skipping this section.
967 \S{qscs} NASM Is \I{case sensitivity}Case-Sensitive
969 One simple difference is that NASM is case-sensitive. It makes a
970 difference whether you call your label \c{foo}, \c{Foo} or \c{FOO}.
971 If you're assembling to \c{DOS} or \c{OS/2} \c{.OBJ} files, you can
972 invoke the \i\c{UPPERCASE} directive (documented in \k{objfmt}) to
973 ensure that all symbols exported to other code modules are forced
974 to be upper case; but even then, \e{within} a single module, NASM
975 will distinguish between labels differing only in case.
978 \S{qsbrackets} NASM Requires \i{Square Brackets} For \i{Memory References}
980 NASM was designed with simplicity of syntax in mind. One of the
981 \i{design goals} of NASM is that it should be possible, as far as is
982 practical, for the user to look at a single line of NASM code
983 and tell what opcode is generated by it. You can't do this in MASM:
984 if you declare, for example,
986 \c foo     equ     1
987 \c bar     dw      2
989 then the two lines of code
991 \c         mov     ax,foo
992 \c         mov     ax,bar
994 generate completely different opcodes, despite having
995 identical-looking syntaxes.
997 NASM avoids this undesirable situation by having a much simpler
998 syntax for memory references. The rule is simply that any access to
999 the \e{contents} of a memory location requires square brackets
1000 around the address, and any access to the \e{address} of a variable
1001 doesn't. So an instruction of the form \c{mov ax,foo} will
1002 \e{always} refer to a compile-time constant, whether it's an \c{EQU}
1003 or the address of a variable; and to access the \e{contents} of the
1004 variable \c{bar}, you must code \c{mov ax,[bar]}.
1006 This also means that NASM has no need for MASM's \i\c{OFFSET}
1007 keyword, since the MASM code \c{mov ax,offset bar} means exactly the
1008 same thing as NASM's \c{mov ax,bar}. If you're trying to get
1009 large amounts of MASM code to assemble sensibly under NASM, you
1010 can always code \c{%idefine offset} to make the preprocessor treat
1011 the \c{OFFSET} keyword as a no-op.
1013 This issue is even more confusing in \i\c{a86}, where declaring a
1014 label with a trailing colon defines it to be a `label' as opposed to
1015 a `variable' and causes \c{a86} to adopt NASM-style semantics; so in
1016 \c{a86}, \c{mov ax,var} has different behaviour depending on whether
1017 \c{var} was declared as \c{var: dw 0} (a label) or \c{var dw 0} (a
1018 word-size variable). NASM is very simple by comparison:
1019 \e{everything} is a label.
1021 NASM, in the interests of simplicity, also does not support the
1022 \i{hybrid syntaxes} supported by MASM and its clones, such as
1023 \c{mov ax,table[bx]}, where a memory reference is denoted by one
1024 portion outside square brackets and another portion inside. The
1025 correct syntax for the above is \c{mov ax,[table+bx]}. Likewise,
1026 \c{mov ax,es:[di]} is wrong and \c{mov ax,[es:di]} is right.
1029 \S{qstypes} NASM Doesn't Store \i{Variable Types}
1031 NASM, by design, chooses not to remember the types of variables you
1032 declare. Whereas MASM will remember, on seeing \c{var dw 0}, that
1033 you declared \c{var} as a word-size variable, and will then be able
1034 to fill in the \i{ambiguity} in the size of the instruction \c{mov
1035 var,2}, NASM will deliberately remember nothing about the symbol
1036 \c{var} except where it begins, and so you must explicitly code
1037 \c{mov word [var],2}.
1039 For this reason, NASM doesn't support the \c{LODS}, \c{MOVS},
1040 \c{STOS}, \c{SCAS}, \c{CMPS}, \c{INS}, or \c{OUTS} instructions,
1041 but only supports the forms such as \c{LODSB}, \c{MOVSW}, and
1042 \c{SCASD}, which explicitly specify the size of the components of
1043 the strings being manipulated.
1046 \S{qsassume} NASM Doesn't \i\c{ASSUME}
1048 As part of NASM's drive for simplicity, it also does not support the
1049 \c{ASSUME} directive. NASM will not keep track of what values you
1050 choose to put in your segment registers, and will never
1051 \e{automatically} generate a \i{segment override} prefix.
1054 \S{qsmodel} NASM Doesn't Support \i{Memory Models}
1056 NASM also does not have any directives to support different 16-bit
1057 memory models. The programmer has to keep track of which functions
1058 are supposed to be called with a \i{far call} and which with a
1059 \i{near call}, and is responsible for putting the correct form of
1060 \c{RET} instruction (\c{RETN} or \c{RETF}; NASM accepts \c{RET}
1061 itself as an alternate form for \c{RETN}); in addition, the
1062 programmer is responsible for coding CALL FAR instructions where
1063 necessary when calling \e{external} functions, and must also keep
1064 track of which external variable definitions are far and which are
1065 near.
1068 \S{qsfpu} \i{Floating-Point} Differences
1070 NASM uses different names to refer to floating-point registers from
1071 MASM: where MASM would call them \c{ST(0)}, \c{ST(1)} and so on, and
1072 \i\c{a86} would call them simply \c{0}, \c{1} and so on, NASM
1073 chooses to call them \c{st0}, \c{st1} etc.
1075 As of version 0.96, NASM now treats the instructions with
1076 \i{`nowait'} forms in the same way as MASM-compatible assemblers.
1077 The idiosyncratic treatment employed by 0.95 and earlier was based
1078 on a misunderstanding by the authors.
1081 \S{qsother} Other Differences
1083 For historical reasons, NASM uses the keyword \i\c{TWORD} where MASM
1084 and compatible assemblers use \i\c{TBYTE}.
1086 NASM does not declare \i{uninitialized storage} in the same way as
1087 MASM: where a MASM programmer might use \c{stack db 64 dup (?)},
1088 NASM requires \c{stack resb 64}, intended to be read as `reserve 64
1089 bytes'. For a limited amount of compatibility, since NASM treats
1090 \c{?} as a valid character in symbol names, you can code \c{? equ 0}
1091 and then writing \c{dw ?} will at least do something vaguely useful.
1092 \I\c{RESB}\i\c{DUP} is still not a supported syntax, however.
1094 In addition to all of this, macros and directives work completely
1095 differently to MASM. See \k{preproc} and \k{directive} for further
1096 details.
1099 \C{lang} The NASM Language
1101 \H{syntax} Layout of a NASM Source Line
1103 Like most assemblers, each NASM source line contains (unless it
1104 is a macro, a preprocessor directive or an assembler directive: see
1105 \k{preproc} and \k{directive}) some combination of the four fields
1107 \c label:    instruction operands        ; comment
1109 As usual, most of these fields are optional; the presence or absence
1110 of any combination of a label, an instruction and a comment is allowed.
1111 Of course, the operand field is either required or forbidden by the
1112 presence and nature of the instruction field.
1114 NASM uses backslash (\\) as the line continuation character; if a line
1115 ends with backslash, the next line is considered to be a part of the
1116 backslash-ended line.
1118 NASM places no restrictions on white space within a line: labels may
1119 have white space before them, or instructions may have no space
1120 before them, or anything. The \i{colon} after a label is also
1121 optional. (Note that this means that if you intend to code \c{lodsb}
1122 alone on a line, and type \c{lodab} by accident, then that's still a
1123 valid source line which does nothing but define a label. Running
1124 NASM with the command-line option
1125 \I{orphan-labels}\c{-w+orphan-labels} will cause it to warn you if
1126 you define a label alone on a line without a \i{trailing colon}.)
1128 \i{Valid characters} in labels are letters, numbers, \c{_}, \c{$},
1129 \c{#}, \c{@}, \c{~}, \c{.}, and \c{?}. The only characters which may
1130 be used as the \e{first} character of an identifier are letters,
1131 \c{.} (with special meaning: see \k{locallab}), \c{_} and \c{?}.
1132 An identifier may also be prefixed with a \I{$, prefix}\c{$} to
1133 indicate that it is intended to be read as an identifier and not a
1134 reserved word; thus, if some other module you are linking with
1135 defines a symbol called \c{eax}, you can refer to \c{$eax} in NASM
1136 code to distinguish the symbol from the register. Maximum length of 
1137 an identifier is 4095 characters.
1139 The instruction field may contain any machine instruction: Pentium
1140 and P6 instructions, FPU instructions, MMX instructions and even
1141 undocumented instructions are all supported. The instruction may be
1142 prefixed by \c{LOCK}, \c{REP}, \c{REPE}/\c{REPZ} or
1143 \c{REPNE}/\c{REPNZ}, in the usual way. Explicit \I{address-size
1144 prefixes}address-size and \i{operand-size prefixes} \c{A16},
1145 \c{A32}, \c{O16} and \c{O32} are provided - one example of their use
1146 is given in \k{mixsize}. You can also use the name of a \I{segment
1147 override}segment register as an instruction prefix: coding
1148 \c{es mov [bx],ax} is equivalent to coding \c{mov [es:bx],ax}. We
1149 recommend the latter syntax, since it is consistent with other
1150 syntactic features of the language, but for instructions such as
1151 \c{LODSB}, which has no operands and yet can require a segment
1152 override, there is no clean syntactic way to proceed apart from
1153 \c{es lodsb}.
1155 An instruction is not required to use a prefix: prefixes such as
1156 \c{CS}, \c{A32}, \c{LOCK} or \c{REPE} can appear on a line by
1157 themselves, and NASM will just generate the prefix bytes.
1159 In addition to actual machine instructions, NASM also supports a
1160 number of pseudo-instructions, described in \k{pseudop}.
1162 Instruction \i{operands} may take a number of forms: they can be
1163 registers, described simply by the register name (e.g. \c{ax},
1164 \c{bp}, \c{ebx}, \c{cr0}: NASM does not use the \c{gas}-style
1165 syntax in which register names must be prefixed by a \c{%} sign), or
1166 they can be \i{effective addresses} (see \k{effaddr}), constants
1167 (\k{const}) or expressions (\k{expr}).
1169 For x87 \i{floating-point} instructions, NASM accepts a wide range of
1170 syntaxes: you can use two-operand forms like MASM supports, or you
1171 can use NASM's native single-operand forms in most cases.
1172 \# Details of
1173 \# all forms of each supported instruction are given in
1174 \# \k{iref}.
1175 For example, you can code:
1177 \c         fadd    st1             ; this sets st0 := st0 + st1
1178 \c         fadd    st0,st1         ; so does this
1180 \c         fadd    st1,st0         ; this sets st1 := st1 + st0
1181 \c         fadd    to st1          ; so does this
1183 Almost any x87 floating-point instruction that references memory must
1184 use one of the prefixes \i\c{DWORD}, \i\c{QWORD} or \i\c{TWORD} to
1185 indicate what size of \i{memory operand} it refers to.
1188 \H{pseudop} \i{Pseudo-Instructions}
1190 Pseudo-instructions are things which, though not real x86 machine
1191 instructions, are used in the instruction field anyway because that's
1192 the most convenient place to put them. The current pseudo-instructions
1193 are \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO} and
1194 \i\c{DY}; their \i{uninitialized} counterparts \i\c{RESB}, \i\c{RESW},
1195 \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST}, \i\c{RESO} and \i\c{RESY}; the
1196 \i\c{INCBIN} command, the \i\c{EQU} command, and the \i\c{TIMES}
1197 prefix.
1200 \S{db} \c{DB} and Friends: Declaring Initialized Data
1202 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, \i\c{DO} and
1203 \i\c{DY} are used, much as in MASM, to declare initialized data in the
1204 output file. They can be invoked in a wide range of ways:
1205 \I{floating-point}\I{character constant}\I{string constant}
1207 \c       db    0x55                ; just the byte 0x55
1208 \c       db    0x55,0x56,0x57      ; three bytes in succession
1209 \c       db    'a',0x55            ; character constants are OK
1210 \c       db    'hello',13,10,'$'   ; so are string constants
1211 \c       dw    0x1234              ; 0x34 0x12
1212 \c       dw    'a'                 ; 0x61 0x00 (it's just a number)
1213 \c       dw    'ab'                ; 0x61 0x62 (character constant)
1214 \c       dw    'abc'               ; 0x61 0x62 0x63 0x00 (string)
1215 \c       dd    0x12345678          ; 0x78 0x56 0x34 0x12
1216 \c       dd    1.234567e20         ; floating-point constant
1217 \c       dq    0x123456789abcdef0  ; eight byte constant
1218 \c       dq    1.234567e20         ; double-precision float
1219 \c       dt    1.234567e20         ; extended-precision float
1221 \c{DT}, \c{DO} and \c{DY} do not accept \i{numeric constants} as operands.
1224 \S{resb} \c{RESB} and Friends: Declaring \i{Uninitialized} Data
1226 \i\c{RESB}, \i\c{RESW}, \i\c{RESD}, \i\c{RESQ}, \i\c{REST}, \i\c{RESO}
1227 and \i\c{RESY} are designed to be used in the BSS section of a module:
1228 they declare \e{uninitialized} storage space. Each takes a single
1229 operand, which is the number of bytes, words, doublewords or whatever
1230 to reserve.  As stated in \k{qsother}, NASM does not support the
1231 MASM/TASM syntax of reserving uninitialized space by writing
1232 \I\c{?}\c{DW ?} or similar things: this is what it does instead. The
1233 operand to a \c{RESB}-type pseudo-instruction is a \i\e{critical
1234 expression}: see \k{crit}.
1236 For example:
1238 \c buffer:         resb    64              ; reserve 64 bytes
1239 \c wordvar:        resw    1               ; reserve a word
1240 \c realarray       resq    10              ; array of ten reals
1241 \c ymmval:         resy    1               ; one YMM register
1243 \S{incbin} \i\c{INCBIN}: Including External \i{Binary Files}
1245 \c{INCBIN} is borrowed from the old Amiga assembler \i{DevPac}: it
1246 includes a binary file verbatim into the output file. This can be
1247 handy for (for example) including \i{graphics} and \i{sound} data
1248 directly into a game executable file. It can be called in one of
1249 these three ways:
1251 \c     incbin  "file.dat"             ; include the whole file
1252 \c     incbin  "file.dat",1024        ; skip the first 1024 bytes
1253 \c     incbin  "file.dat",1024,512    ; skip the first 1024, and
1254 \c                                    ; actually include at most 512
1256 \c{INCBIN} is both a directive and a standard macro; the standard
1257 macro version searches for the file in the include file search path
1258 and adds the file to the dependency lists.  This macro can be
1259 overridden if desired.
1262 \S{equ} \i\c{EQU}: Defining Constants
1264 \c{EQU} defines a symbol to a given constant value: when \c{EQU} is
1265 used, the source line must contain a label. The action of \c{EQU} is
1266 to define the given label name to the value of its (only) operand.
1267 This definition is absolute, and cannot change later. So, for
1268 example,
1270 \c message         db      'hello, world'
1271 \c msglen          equ     $-message
1273 defines \c{msglen} to be the constant 12. \c{msglen} may not then be
1274 redefined later. This is not a \i{preprocessor} definition either:
1275 the value of \c{msglen} is evaluated \e{once}, using the value of
1276 \c{$} (see \k{expr} for an explanation of \c{$}) at the point of
1277 definition, rather than being evaluated wherever it is referenced
1278 and using the value of \c{$} at the point of reference. Note that
1279 the operand to an \c{EQU} is also a \i{critical expression}
1280 (\k{crit}).
1283 \S{times} \i\c{TIMES}: \i{Repeating} Instructions or Data
1285 The \c{TIMES} prefix causes the instruction to be assembled multiple
1286 times. This is partly present as NASM's equivalent of the \i\c{DUP}
1287 syntax supported by \i{MASM}-compatible assemblers, in that you can
1288 code
1290 \c zerobuf:        times 64 db 0
1292 or similar things; but \c{TIMES} is more versatile than that. The
1293 argument to \c{TIMES} is not just a numeric constant, but a numeric
1294 \e{expression}, so you can do things like
1296 \c buffer: db      'hello, world'
1297 \c         times 64-$+buffer db ' '
1299 which will store exactly enough spaces to make the total length of
1300 \c{buffer} up to 64. Finally, \c{TIMES} can be applied to ordinary
1301 instructions, so you can code trivial \i{unrolled loops} in it:
1303 \c         times 100 movsb
1305 Note that there is no effective difference between \c{times 100 resb
1306 1} and \c{resb 100}, except that the latter will be assembled about
1307 100 times faster due to the internal structure of the assembler.
1309 The operand to \c{TIMES}, like that of \c{EQU} and those of \c{RESB}
1310 and friends, is a critical expression (\k{crit}).
1312 Note also that \c{TIMES} can't be applied to \i{macros}: the reason
1313 for this is that \c{TIMES} is processed after the macro phase, which
1314 allows the argument to \c{TIMES} to contain expressions such as
1315 \c{64-$+buffer} as above. To repeat more than one line of code, or a
1316 complex macro, use the preprocessor \i\c{%rep} directive.
1319 \H{effaddr} Effective Addresses
1321 An \i{effective address} is any operand to an instruction which
1322 \I{memory reference}references memory. Effective addresses, in NASM,
1323 have a very simple syntax: they consist of an expression evaluating
1324 to the desired address, enclosed in \i{square brackets}. For
1325 example:
1327 \c wordvar dw      123
1328 \c         mov     ax,[wordvar]
1329 \c         mov     ax,[wordvar+1]
1330 \c         mov     ax,[es:wordvar+bx]
1332 Anything not conforming to this simple system is not a valid memory
1333 reference in NASM, for example \c{es:wordvar[bx]}.
1335 More complicated effective addresses, such as those involving more
1336 than one register, work in exactly the same way:
1338 \c         mov     eax,[ebx*2+ecx+offset]
1339 \c         mov     ax,[bp+di+8]
1341 NASM is capable of doing \i{algebra} on these effective addresses,
1342 so that things which don't necessarily \e{look} legal are perfectly
1343 all right:
1345 \c     mov     eax,[ebx*5]             ; assembles as [ebx*4+ebx]
1346 \c     mov     eax,[label1*2-label2]   ; ie [label1+(label1-label2)]
1348 Some forms of effective address have more than one assembled form;
1349 in most such cases NASM will generate the smallest form it can. For
1350 example, there are distinct assembled forms for the 32-bit effective
1351 addresses \c{[eax*2+0]} and \c{[eax+eax]}, and NASM will generally
1352 generate the latter on the grounds that the former requires four
1353 bytes to store a zero offset.
1355 NASM has a hinting mechanism which will cause \c{[eax+ebx]} and
1356 \c{[ebx+eax]} to generate different opcodes; this is occasionally
1357 useful because \c{[esi+ebp]} and \c{[ebp+esi]} have different
1358 default segment registers.
1360 However, you can force NASM to generate an effective address in a
1361 particular form by the use of the keywords \c{BYTE}, \c{WORD},
1362 \c{DWORD} and \c{NOSPLIT}. If you need \c{[eax+3]} to be assembled
1363 using a double-word offset field instead of the one byte NASM will
1364 normally generate, you can code \c{[dword eax+3]}. Similarly, you
1365 can force NASM to use a byte offset for a small value which it
1366 hasn't seen on the first pass (see \k{crit} for an example of such a
1367 code fragment) by using \c{[byte eax+offset]}. As special cases,
1368 \c{[byte eax]} will code \c{[eax+0]} with a byte offset of zero, and
1369 \c{[dword eax]} will code it with a double-word offset of zero. The
1370 normal form, \c{[eax]}, will be coded with no offset field.
1372 The form described in the previous paragraph is also useful if you
1373 are trying to access data in a 32-bit segment from within 16 bit code.
1374 For more information on this see the section on mixed-size addressing
1375 (\k{mixaddr}). In particular, if you need to access data with a known
1376 offset that is larger than will fit in a 16-bit value, if you don't
1377 specify that it is a dword offset, nasm will cause the high word of
1378 the offset to be lost.
1380 Similarly, NASM will split \c{[eax*2]} into \c{[eax+eax]} because
1381 that allows the offset field to be absent and space to be saved; in
1382 fact, it will also split \c{[eax*2+offset]} into
1383 \c{[eax+eax+offset]}. You can combat this behaviour by the use of
1384 the \c{NOSPLIT} keyword: \c{[nosplit eax*2]} will force
1385 \c{[eax*2+0]} to be generated literally.
1387 In 64-bit mode, NASM will by default generate absolute addresses.  The
1388 \i\c{REL} keyword makes it produce \c{RIP}-relative addresses. Since
1389 this is frequently the normally desired behaviour, see the \c{DEFAULT}
1390 directive (\k{default}). The keyword \i\c{ABS} overrides \i\c{REL}.
1393 \H{const} \i{Constants}
1395 NASM understands four different types of constant: numeric,
1396 character, string and floating-point.
1399 \S{numconst} \i{Numeric Constants}
1401 A numeric constant is simply a number. NASM allows you to specify
1402 numbers in a variety of number bases, in a variety of ways: you can
1403 suffix \c{H}, \c{Q} or \c{O}, and \c{B} for \i{hex}, \i{octal} and \i{binary},
1404 or you can prefix \c{0x} for hex in the style of C, or you can
1405 prefix \c{$} for hex in the style of Borland Pascal. Note, though,
1406 that the \I{$, prefix}\c{$} prefix does double duty as a prefix on
1407 identifiers (see \k{syntax}), so a hex number prefixed with a \c{$}
1408 sign must have a digit after the \c{$} rather than a letter.
1410 Numeric constants can have underscores (\c{_}) interspersed to break
1411 up long strings.
1413 Some examples:
1415 \c         mov     ax,100          ; decimal
1416 \c         mov     ax,0a2h         ; hex
1417 \c         mov     ax,$0a2         ; hex again: the 0 is required
1418 \c         mov     ax,0xa2         ; hex yet again
1419 \c         mov     ax,777q         ; octal
1420 \c         mov     ax,777o         ; octal again
1421 \c         mov     ax,10010011b    ; binary
1422 \c         mov     ax,1001_0011b   ; same binary constant
1425 \S{strings} \I{Strings}\i{Character Strings}
1427 A character string consists of up to eight characters enclosed in
1428 either single quotes (\c{'...'}), double quotes (\c{"..."}) or
1429 backquotes (\c{`...`}).  Single or double quotes are equivalent to
1430 NASM (except of course that surrounding the constant with single
1431 quotes allows double quotes to appear within it and vice versa); the
1432 contents of those are represented verbatim.  Strings enclosed in
1433 backquotes support C-style \c{\\}-escapes for special characters.
1436 The following \i{escape sequences} are recognized by backquoted strings:
1438 \c       \'          single quote (')
1439 \c       \"          double quote (")
1440 \c       \`          backquote (`)
1441 \c       \\\          backslash (\)
1442 \c       \?          question mark (?)
1443 \c       \a          BEL (ASCII 7)
1444 \c       \b          BS  (ASCII 8)
1445 \c       \t          TAB (ASCII 9)
1446 \c       \n          LF  (ASCII 10)
1447 \c       \v          VT  (ASCII 11)
1448 \c       \f          FF  (ASCII 12)
1449 \c       \r          CR  (ASCII 13)
1450 \c       \e          ESC (ASCII 27)
1451 \c       \377        Up to 3 octal digits - literal byte
1452 \c       \xFF        Up to 2 hexadecimal digits - literal byte
1453 \c       \u1234      4 hexadecimal digits - Unicode character
1454 \c       \U12345678  8 hexadecimal digits - Unicode character
1456 All other escape sequences are reserved.  Note that \c{\\0}, meaning a
1457 \c{NUL} character (ASCII 0), is a special case of the octal escape
1458 sequence.
1460 \i{Unicode} characters specified with \c{\\u} or \c{\\U} are converted to
1461 \i{UTF-8}.  For example, the following lines are all equivalent:
1463 \c       db `\u263a`            ; UTF-8 smiley face
1464 \c       db `\xe2\x98\xba`      ; UTF-8 smiley face
1465 \c       db 0E2h, 098h, 0BAh    ; UTF-8 smiley face
1468 \S{chrconst} \i{Character Constants}
1470 A character constant consists of a string up to eight bytes long, used
1471 in an expression context.  It is treated as if it was an integer.
1473 A character constant with more than one byte will be arranged
1474 with \i{little-endian} order in mind: if you code
1476 \c           mov eax,'abcd'
1478 then the constant generated is not \c{0x61626364}, but
1479 \c{0x64636261}, so that if you were then to store the value into
1480 memory, it would read \c{abcd} rather than \c{dcba}. This is also
1481 the sense of character constants understood by the Pentium's
1482 \i\c{CPUID} instruction.
1485 \S{strconst} \i{String Constants}
1487 String constants are character strings used in the context of some
1488 pseudo-instructions, namely the
1489 \I\c{DW}\I\c{DD}\I\c{DQ}\I\c{DT}\I\c{DO}\I\c{DY}\i\c{DB} family and
1490 \i\c{INCBIN} (where it represents a filename.)  They are also used in
1491 certain preprocessor directives.
1493 A string constant looks like a character constant, only longer. It
1494 is treated as a concatenation of maximum-size character constants
1495 for the conditions. So the following are equivalent:
1497 \c       db    'hello'               ; string constant
1498 \c       db    'h','e','l','l','o'   ; equivalent character constants
1500 And the following are also equivalent:
1502 \c       dd    'ninechars'           ; doubleword string constant
1503 \c       dd    'nine','char','s'     ; becomes three doublewords
1504 \c       db    'ninechars',0,0,0     ; and really looks like this
1506 Note that when used in a string-supporting context, quoted strings are
1507 treated as a string constants even if they are short enough to be a
1508 character constant, because otherwise \c{db 'ab'} would have the same
1509 effect as \c{db 'a'}, which would be silly. Similarly, three-character
1510 or four-character constants are treated as strings when they are
1511 operands to \c{DW}, and so forth.
1513 \S{unicode} \I{UTF-16}\I{UTF-32}\i{Unicode} Strings
1515 The special operators \i\c{__utf16__} and \i\c{__utf32__} allows
1516 definition of Unicode strings.  They take a string in UTF-8 format and
1517 converts it to (littleendian) UTF-16 or UTF-32, respectively.
1519 For example:
1521 \c %define u(x) __utf16__(x)
1522 \c %define w(x) __utf32__(x)
1524 \c       dw u('C:\WINDOWS'), 0       ; Pathname in UTF-16
1525 \c       dd w(`A + B = \u206a`), 0   ; String in UTF-32
1527 \c{__utf16__} and \c{__utf32__} can be applied either to strings
1528 passed to the \c{DB} family instructions, or to character constants in
1529 an expression context.  
1531 \S{fltconst} \I{floating-point, constants}Floating-Point Constants
1533 \i{Floating-point} constants are acceptable only as arguments to
1534 \i\c{DB}, \i\c{DW}, \i\c{DD}, \i\c{DQ}, \i\c{DT}, and \i\c{DO}, or as
1535 arguments to the special operators \i\c{__float8__},
1536 \i\c{__float16__}, \i\c{__float32__}, \i\c{__float64__},
1537 \i\c{__float80m__}, \i\c{__float80e__}, \i\c{__float128l__}, and
1538 \i\c{__float128h__}.
1540 Floating-point constants are expressed in the traditional form:
1541 digits, then a period, then optionally more digits, then optionally an
1542 \c{E} followed by an exponent. The period is mandatory, so that NASM
1543 can distinguish between \c{dd 1}, which declares an integer constant,
1544 and \c{dd 1.0} which declares a floating-point constant.  NASM also
1545 support C99-style hexadecimal floating-point: \c{0x}, hexadecimal
1546 digits, period, optionally more hexadeximal digits, then optionally a
1547 \c{P} followed by a \e{binary} (not hexadecimal) exponent in decimal
1548 notation.
1550 Underscores to break up groups of digits are permitted in
1551 floating-point constants as well.
1553 Some examples:
1555 \c       db    -0.2                    ; "Quarter precision"
1556 \c       dw    -0.5                    ; IEEE 754r/SSE5 half precision
1557 \c       dd    1.2                     ; an easy one
1558 \c       dd    1.222_222_222           ; underscores are permitted
1559 \c       dd    0x1p+2                  ; 1.0x2^2 = 4.0
1560 \c       dq    0x1p+32                 ; 1.0x2^32 = 4 294 967 296.0
1561 \c       dq    1.e10                   ; 10 000 000 000.0
1562 \c       dq    1.e+10                  ; synonymous with 1.e10
1563 \c       dq    1.e-10                  ; 0.000 000 000 1
1564 \c       dt    3.141592653589793238462 ; pi
1565 \c       do    1.e+4000                ; IEEE 754r quad precision
1567 The 8-bit "quarter-precision" floating-point format is
1568 sign:exponent:mantissa = 1:4:3 with an exponent bias of 7.  This
1569 appears to be the most frequently used 8-bit floating-point format,
1570 although it is not covered by any formal standard.  This is sometimes
1571 called a "\i{minifloat}."
1573 The special operators are used to produce floating-point numbers in
1574 other contexts.  They produce the binary representation of a specific
1575 floating-point number as an integer, and can use anywhere integer
1576 constants are used in an expression.  \c{__float80m__} and
1577 \c{__float80e__} produce the 64-bit mantissa and 16-bit exponent of an
1578 80-bit floating-point number, and \c{__float128l__} and
1579 \c{__float128h__} produce the lower and upper 64-bit halves of a 128-bit
1580 floating-point number, respectively.
1582 For example:
1584 \c       mov    rax,__float64__(3.141592653589793238462)
1586 ... would assign the binary representation of pi as a 64-bit floating
1587 point number into \c{RAX}.  This is exactly equivalent to:
1589 \c       mov    rax,0x400921fb54442d18
1591 NASM cannot do compile-time arithmetic on floating-point constants.
1592 This is because NASM is designed to be portable - although it always
1593 generates code to run on x86 processors, the assembler itself can
1594 run on any system with an ANSI C compiler. Therefore, the assembler
1595 cannot guarantee the presence of a floating-point unit capable of
1596 handling the \i{Intel number formats}, and so for NASM to be able to
1597 do floating arithmetic it would have to include its own complete set
1598 of floating-point routines, which would significantly increase the
1599 size of the assembler for very little benefit.
1601 The special tokens \i\c{__Infinity__}, \i\c{__QNaN__} (or
1602 \i\c{__NaN__}) and \i\c{__SNaN__} can be used to generate
1603 \I{infinity}infinities, quiet \i{NaN}s, and signalling NaNs,
1604 respectively.  These are normally used as macros:
1606 \c %define Inf __Infinity__
1607 \c %define NaN __QNaN__
1609 \c       dq    +1.5, -Inf, NaN         ; Double-precision constants
1611 \S{bcdconst} \I{floating-point, packed BCD constants}Packed BCD Constants
1613 x87-style packed BCD constants can be used in the same contexts as
1614 80-bit floating-point numbers.  They are suffixed with \c{p} or
1615 prefixed with \c{0p}, and can include up to 18 decimal digits.
1617 As with other numeric constants, underscores can be used to separate
1618 digits.
1620 For example:
1622 \c       dt 12_345_678_901_245_678p
1623 \c       dt -12_345_678_901_245_678p
1624 \c       dt +0p33
1625 \c       dt 33p
1628 \H{expr} \i{Expressions}
1630 Expressions in NASM are similar in syntax to those in C.  Expressions
1631 are evaluated as 64-bit integers which are then adjusted to the
1632 appropriate size.
1634 NASM supports two special tokens in expressions, allowing
1635 calculations to involve the current assembly position: the
1636 \I{$, here}\c{$} and \i\c{$$} tokens. \c{$} evaluates to the assembly
1637 position at the beginning of the line containing the expression; so
1638 you can code an \i{infinite loop} using \c{JMP $}. \c{$$} evaluates
1639 to the beginning of the current section; so you can tell how far
1640 into the section you are by using \c{($-$$)}.
1642 The arithmetic \i{operators} provided by NASM are listed here, in
1643 increasing order of \i{precedence}.
1646 \S{expor} \i\c{|}: \i{Bitwise OR} Operator
1648 The \c{|} operator gives a bitwise OR, exactly as performed by the
1649 \c{OR} machine instruction. Bitwise OR is the lowest-priority
1650 arithmetic operator supported by NASM.
1653 \S{expxor} \i\c{^}: \i{Bitwise XOR} Operator
1655 \c{^} provides the bitwise XOR operation.
1658 \S{expand} \i\c{&}: \i{Bitwise AND} Operator
1660 \c{&} provides the bitwise AND operation.
1663 \S{expshift} \i\c{<<} and \i\c{>>}: \i{Bit Shift} Operators
1665 \c{<<} gives a bit-shift to the left, just as it does in C. So \c{5<<3}
1666 evaluates to 5 times 8, or 40. \c{>>} gives a bit-shift to the
1667 right; in NASM, such a shift is \e{always} unsigned, so that
1668 the bits shifted in from the left-hand end are filled with zero
1669 rather than a sign-extension of the previous highest bit.
1672 \S{expplmi} \I{+ opaddition}\c{+} and \I{- opsubtraction}\c{-}:
1673 \i{Addition} and \i{Subtraction} Operators
1675 The \c{+} and \c{-} operators do perfectly ordinary addition and
1676 subtraction.
1679 \S{expmul} \i\c{*}, \i\c{/}, \i\c{//}, \i\c{%} and \i\c{%%}:
1680 \i{Multiplication} and \i{Division}
1682 \c{*} is the multiplication operator. \c{/} and \c{//} are both
1683 division operators: \c{/} is \i{unsigned division} and \c{//} is
1684 \i{signed division}. Similarly, \c{%} and \c{%%} provide \I{unsigned
1685 modulo}\I{modulo operators}unsigned and
1686 \i{signed modulo} operators respectively.
1688 NASM, like ANSI C, provides no guarantees about the sensible
1689 operation of the signed modulo operator.
1691 Since the \c{%} character is used extensively by the macro
1692 \i{preprocessor}, you should ensure that both the signed and unsigned
1693 modulo operators are followed by white space wherever they appear.
1696 \S{expmul} \i{Unary Operators}: \I{+ opunary}\c{+}, \I{- opunary}\c{-},
1697 \i\c{~}, \I{! opunary}\c{!} and \i\c{SEG}
1699 The highest-priority operators in NASM's expression grammar are
1700 those which only apply to one argument. \c{-} negates its operand,
1701 \c{+} does nothing (it's provided for symmetry with \c{-}), \c{~}
1702 computes the \i{one's complement} of its operand, \c{!} is the
1703 \i{logical negation} operator, and \c{SEG} provides the \i{segment address}
1704 of its operand (explained in more detail in \k{segwrt}).
1707 \H{segwrt} \i\c{SEG} and \i\c{WRT}
1709 When writing large 16-bit programs, which must be split into
1710 multiple \i{segments}, it is often necessary to be able to refer to
1711 the \I{segment address}segment part of the address of a symbol. NASM
1712 supports the \c{SEG} operator to perform this function.
1714 The \c{SEG} operator returns the \i\e{preferred} segment base of a
1715 symbol, defined as the segment base relative to which the offset of
1716 the symbol makes sense. So the code
1718 \c         mov     ax,seg symbol
1719 \c         mov     es,ax
1720 \c         mov     bx,symbol
1722 will load \c{ES:BX} with a valid pointer to the symbol \c{symbol}.
1724 Things can be more complex than this: since 16-bit segments and
1725 \i{groups} may \I{overlapping segments}overlap, you might occasionally
1726 want to refer to some symbol using a different segment base from the
1727 preferred one. NASM lets you do this, by the use of the \c{WRT}
1728 (With Reference To) keyword. So you can do things like
1730 \c         mov     ax,weird_seg        ; weird_seg is a segment base
1731 \c         mov     es,ax
1732 \c         mov     bx,symbol wrt weird_seg
1734 to load \c{ES:BX} with a different, but functionally equivalent,
1735 pointer to the symbol \c{symbol}.
1737 NASM supports far (inter-segment) calls and jumps by means of the
1738 syntax \c{call segment:offset}, where \c{segment} and \c{offset}
1739 both represent immediate values. So to call a far procedure, you
1740 could code either of
1742 \c         call    (seg procedure):procedure
1743 \c         call    weird_seg:(procedure wrt weird_seg)
1745 (The parentheses are included for clarity, to show the intended
1746 parsing of the above instructions. They are not necessary in
1747 practice.)
1749 NASM supports the syntax \I\c{CALL FAR}\c{call far procedure} as a
1750 synonym for the first of the above usages. \c{JMP} works identically
1751 to \c{CALL} in these examples.
1753 To declare a \i{far pointer} to a data item in a data segment, you
1754 must code
1756 \c         dw      symbol, seg symbol
1758 NASM supports no convenient synonym for this, though you can always
1759 invent one using the macro processor.
1762 \H{strict} \i\c{STRICT}: Inhibiting Optimization
1764 When assembling with the optimizer set to level 2 or higher (see
1765 \k{opt-On}), NASM will use size specifiers (\c{BYTE}, \c{WORD},
1766 \c{DWORD}, \c{QWORD}, \c{TWORD}, \c{OWORD} or \c{YWORD}), but will
1767 give them the smallest possible size. The keyword \c{STRICT} can be
1768 used to inhibit optimization and force a particular operand to be
1769 emitted in the specified size. For example, with the optimizer on, and
1770 in \c{BITS 16} mode,
1772 \c         push dword 33
1774 is encoded in three bytes \c{66 6A 21}, whereas
1776 \c         push strict dword 33
1778 is encoded in six bytes, with a full dword immediate operand \c{66 68
1779 21 00 00 00}.
1781 With the optimizer off, the same code (six bytes) is generated whether
1782 the \c{STRICT} keyword was used or not.
1785 \H{crit} \i{Critical Expressions}
1787 Although NASM has an optional multi-pass optimizer, there are some
1788 expressions which must be resolvable on the first pass. These are
1789 called \e{Critical Expressions}.
1791 The first pass is used to determine the size of all the assembled
1792 code and data, so that the second pass, when generating all the
1793 code, knows all the symbol addresses the code refers to. So one
1794 thing NASM can't handle is code whose size depends on the value of a
1795 symbol declared after the code in question. For example,
1797 \c         times (label-$) db 0
1798 \c label:  db      'Where am I?'
1800 The argument to \i\c{TIMES} in this case could equally legally
1801 evaluate to anything at all; NASM will reject this example because
1802 it cannot tell the size of the \c{TIMES} line when it first sees it.
1803 It will just as firmly reject the slightly \I{paradox}paradoxical
1804 code
1806 \c         times (label-$+1) db 0
1807 \c label:  db      'NOW where am I?'
1809 in which \e{any} value for the \c{TIMES} argument is by definition
1810 wrong!
1812 NASM rejects these examples by means of a concept called a
1813 \e{critical expression}, which is defined to be an expression whose
1814 value is required to be computable in the first pass, and which must
1815 therefore depend only on symbols defined before it. The argument to
1816 the \c{TIMES} prefix is a critical expression; for the same reason,
1817 the arguments to the \i\c{RESB} family of pseudo-instructions are
1818 also critical expressions.
1820 Critical expressions can crop up in other contexts as well: consider
1821 the following code.
1823 \c                 mov     ax,symbol1
1824 \c symbol1         equ     symbol2
1825 \c symbol2:
1827 On the first pass, NASM cannot determine the value of \c{symbol1},
1828 because \c{symbol1} is defined to be equal to \c{symbol2} which NASM
1829 hasn't seen yet. On the second pass, therefore, when it encounters
1830 the line \c{mov ax,symbol1}, it is unable to generate the code for
1831 it because it still doesn't know the value of \c{symbol1}. On the
1832 next line, it would see the \i\c{EQU} again and be able to determine
1833 the value of \c{symbol1}, but by then it would be too late.
1835 NASM avoids this problem by defining the right-hand side of an
1836 \c{EQU} statement to be a critical expression, so the definition of
1837 \c{symbol1} would be rejected in the first pass.
1839 There is a related issue involving \i{forward references}: consider
1840 this code fragment.
1842 \c         mov     eax,[ebx+offset]
1843 \c offset  equ     10
1845 NASM, on pass one, must calculate the size of the instruction \c{mov
1846 eax,[ebx+offset]} without knowing the value of \c{offset}. It has no
1847 way of knowing that \c{offset} is small enough to fit into a
1848 one-byte offset field and that it could therefore get away with
1849 generating a shorter form of the \i{effective-address} encoding; for
1850 all it knows, in pass one, \c{offset} could be a symbol in the code
1851 segment, and it might need the full four-byte form. So it is forced
1852 to compute the size of the instruction to accommodate a four-byte
1853 address part. In pass two, having made this decision, it is now
1854 forced to honour it and keep the instruction large, so the code
1855 generated in this case is not as small as it could have been. This
1856 problem can be solved by defining \c{offset} before using it, or by
1857 forcing byte size in the effective address by coding \c{[byte
1858 ebx+offset]}.
1860 Note that use of the \c{-On} switch (with n>=2) makes some of the above
1861 no longer true (see \k{opt-On}).
1863 \H{locallab} \i{Local Labels}
1865 NASM gives special treatment to symbols beginning with a \i{period}.
1866 A label beginning with a single period is treated as a \e{local}
1867 label, which means that it is associated with the previous non-local
1868 label. So, for example:
1870 \c label1  ; some code
1872 \c .loop
1873 \c         ; some more code
1875 \c         jne     .loop
1876 \c         ret
1878 \c label2  ; some code
1880 \c .loop
1881 \c         ; some more code
1883 \c         jne     .loop
1884 \c         ret
1886 In the above code fragment, each \c{JNE} instruction jumps to the
1887 line immediately before it, because the two definitions of \c{.loop}
1888 are kept separate by virtue of each being associated with the
1889 previous non-local label.
1891 This form of local label handling is borrowed from the old Amiga
1892 assembler \i{DevPac}; however, NASM goes one step further, in
1893 allowing access to local labels from other parts of the code. This
1894 is achieved by means of \e{defining} a local label in terms of the
1895 previous non-local label: the first definition of \c{.loop} above is
1896 really defining a symbol called \c{label1.loop}, and the second
1897 defines a symbol called \c{label2.loop}. So, if you really needed
1898 to, you could write
1900 \c label3  ; some more code
1901 \c         ; and some more
1903 \c         jmp label1.loop
1905 Sometimes it is useful - in a macro, for instance - to be able to
1906 define a label which can be referenced from anywhere but which
1907 doesn't interfere with the normal local-label mechanism. Such a
1908 label can't be non-local because it would interfere with subsequent
1909 definitions of, and references to, local labels; and it can't be
1910 local because the macro that defined it wouldn't know the label's
1911 full name. NASM therefore introduces a third type of label, which is
1912 probably only useful in macro definitions: if a label begins with
1913 the \I{label prefix}special prefix \i\c{..@}, then it does nothing
1914 to the local label mechanism. So you could code
1916 \c label1:                         ; a non-local label
1917 \c .local:                         ; this is really label1.local
1918 \c ..@foo:                         ; this is a special symbol
1919 \c label2:                         ; another non-local label
1920 \c .local:                         ; this is really label2.local
1922 \c         jmp     ..@foo          ; this will jump three lines up
1924 NASM has the capacity to define other special symbols beginning with
1925 a double period: for example, \c{..start} is used to specify the
1926 entry point in the \c{obj} output format (see \k{dotdotstart}).
1929 \C{preproc} The NASM \i{Preprocessor}
1931 NASM contains a powerful \i{macro processor}, which supports
1932 conditional assembly, multi-level file inclusion, two forms of macro
1933 (single-line and multi-line), and a `context stack' mechanism for
1934 extra macro power. Preprocessor directives all begin with a \c{%}
1935 sign.
1937 The preprocessor collapses all lines which end with a backslash (\\)
1938 character into a single line.  Thus:
1940 \c %define THIS_VERY_LONG_MACRO_NAME_IS_DEFINED_TO \\
1941 \c         THIS_VALUE
1943 will work like a single-line macro without the backslash-newline
1944 sequence.
1946 \H{slmacro} \i{Single-Line Macros}
1948 \S{define} The Normal Way: \I\c{%idefine}\i\c{%define}
1950 Single-line macros are defined using the \c{%define} preprocessor
1951 directive. The definitions work in a similar way to C; so you can do
1952 things like
1954 \c %define ctrl    0x1F &
1955 \c %define param(a,b) ((a)+(a)*(b))
1957 \c         mov     byte [param(2,ebx)], ctrl 'D'
1959 which will expand to
1961 \c         mov     byte [(2)+(2)*(ebx)], 0x1F & 'D'
1963 When the expansion of a single-line macro contains tokens which
1964 invoke another macro, the expansion is performed at invocation time,
1965 not at definition time. Thus the code
1967 \c %define a(x)    1+b(x)
1968 \c %define b(x)    2*x
1970 \c         mov     ax,a(8)
1972 will evaluate in the expected way to \c{mov ax,1+2*8}, even though
1973 the macro \c{b} wasn't defined at the time of definition of \c{a}.
1975 Macros defined with \c{%define} are \i{case sensitive}: after
1976 \c{%define foo bar}, only \c{foo} will expand to \c{bar}: \c{Foo} or
1977 \c{FOO} will not. By using \c{%idefine} instead of \c{%define} (the
1978 `i' stands for `insensitive') you can define all the case variants
1979 of a macro at once, so that \c{%idefine foo bar} would cause
1980 \c{foo}, \c{Foo}, \c{FOO}, \c{fOO} and so on all to expand to
1981 \c{bar}.
1983 There is a mechanism which detects when a macro call has occurred as
1984 a result of a previous expansion of the same macro, to guard against
1985 \i{circular references} and infinite loops. If this happens, the
1986 preprocessor will only expand the first occurrence of the macro.
1987 Hence, if you code
1989 \c %define a(x)    1+a(x)
1991 \c         mov     ax,a(3)
1993 the macro \c{a(3)} will expand once, becoming \c{1+a(3)}, and will
1994 then expand no further. This behaviour can be useful: see \k{32c}
1995 for an example of its use.
1997 You can \I{overloading, single-line macros}overload single-line
1998 macros: if you write
2000 \c %define foo(x)   1+x
2001 \c %define foo(x,y) 1+x*y
2003 the preprocessor will be able to handle both types of macro call,
2004 by counting the parameters you pass; so \c{foo(3)} will become
2005 \c{1+3} whereas \c{foo(ebx,2)} will become \c{1+ebx*2}. However, if
2006 you define
2008 \c %define foo bar
2010 then no other definition of \c{foo} will be accepted: a macro with
2011 no parameters prohibits the definition of the same name as a macro
2012 \e{with} parameters, and vice versa.
2014 This doesn't prevent single-line macros being \e{redefined}: you can
2015 perfectly well define a macro with
2017 \c %define foo bar
2019 and then re-define it later in the same source file with
2021 \c %define foo baz
2023 Then everywhere the macro \c{foo} is invoked, it will be expanded
2024 according to the most recent definition. This is particularly useful
2025 when defining single-line macros with \c{%assign} (see \k{assign}).
2027 You can \i{pre-define} single-line macros using the `-d' option on
2028 the NASM command line: see \k{opt-d}.
2031 \S{xdefine} Enhancing \c{%define}: \I\c{%ixdefine}\i\c{%xdefine}
2033 To have a reference to an embedded single-line macro resolved at the
2034 time that it is embedded, as opposed to when the calling macro is
2035 expanded, you need a different mechanism to the one offered by
2036 \c{%define}. The solution is to use \c{%xdefine}, or it's
2037 \I{case sensitive}case-insensitive counterpart \c{%ixdefine}.
2039 Suppose you have the following code:
2041 \c %define  isTrue  1
2042 \c %define  isFalse isTrue
2043 \c %define  isTrue  0
2045 \c val1:    db      isFalse
2047 \c %define  isTrue  1
2049 \c val2:    db      isFalse
2051 In this case, \c{val1} is equal to 0, and \c{val2} is equal to 1.
2052 This is because, when a single-line macro is defined using
2053 \c{%define}, it is expanded only when it is called. As \c{isFalse}
2054 expands to \c{isTrue}, the expansion will be the current value of
2055 \c{isTrue}. The first time it is called that is 0, and the second
2056 time it is 1.
2058 If you wanted \c{isFalse} to expand to the value assigned to the
2059 embedded macro \c{isTrue} at the time that \c{isFalse} was defined,
2060 you need to change the above code to use \c{%xdefine}.
2062 \c %xdefine isTrue  1
2063 \c %xdefine isFalse isTrue
2064 \c %xdefine isTrue  0
2066 \c val1:    db      isFalse
2068 \c %xdefine isTrue  1
2070 \c val2:    db      isFalse
2072 Now, each time that \c{isFalse} is called, it expands to 1,
2073 as that is what the embedded macro \c{isTrue} expanded to at
2074 the time that \c{isFalse} was defined.
2077 \S{concat%+} Concatenating Single Line Macro Tokens: \i\c{%+}
2079 Individual tokens in single line macros can be concatenated, to produce
2080 longer tokens for later processing. This can be useful if there are
2081 several similar macros that perform similar functions.
2083 Please note that a space is required after \c{%+}, in order to
2084 disambiguate it from the syntax \c{%+1} used in multiline macros.
2086 As an example, consider the following:
2088 \c %define BDASTART 400h                ; Start of BIOS data area
2090 \c struc   tBIOSDA                      ; its structure
2091 \c         .COM1addr       RESW    1
2092 \c         .COM2addr       RESW    1
2093 \c         ; ..and so on
2094 \c endstruc
2096 Now, if we need to access the elements of tBIOSDA in different places,
2097 we can end up with:
2099 \c         mov     ax,BDASTART + tBIOSDA.COM1addr
2100 \c         mov     bx,BDASTART + tBIOSDA.COM2addr
2102 This will become pretty ugly (and tedious) if used in many places, and
2103 can be reduced in size significantly by using the following macro:
2105 \c ; Macro to access BIOS variables by their names (from tBDA):
2107 \c %define BDA(x)  BDASTART + tBIOSDA. %+ x
2109 Now the above code can be written as:
2111 \c         mov     ax,BDA(COM1addr)
2112 \c         mov     bx,BDA(COM2addr)
2114 Using this feature, we can simplify references to a lot of macros (and,
2115 in turn, reduce typing errors).
2118 \S{selfref%?} The Macro Name Itself: \i\c{%?} and \i\c{%??}
2120 The special symbols \c{%?} and \c{%??} can be used to reference the
2121 macro name itself inside a macro expansion, this is supported for both
2122 single-and multi-line macros.  \c{%?} refers to the macro name as
2123 \e{invoked}, whereas \c{%??} refers to the macro name as
2124 \e{declared}.  The two are always the same for case-sensitive
2125 macros, but for case-insensitive macros, they can differ.
2127 For example:
2129 \c %idefine Foo mov %?,%??
2131 \c         foo
2132 \c         FOO
2134 will expand to:
2136 \c         mov foo,Foo
2137 \c         mov FOO,Foo
2139 The sequence:
2141 \c %idefine keyword $%?
2143 can be used to make a keyword "disappear", for example in case a new
2144 instruction has been used as a label in older code.  For example:
2146 \c %idefine pause $%?                  ; Hide the PAUSE instruction
2148 \S{undef} Undefining Single-Line Macros: \i\c{%undef}
2150 Single-line macros can be removed with the \c{%undef} directive.  For
2151 example, the following sequence:
2153 \c %define foo bar
2154 \c %undef  foo
2156 \c         mov     eax, foo
2158 will expand to the instruction \c{mov eax, foo}, since after
2159 \c{%undef} the macro \c{foo} is no longer defined.
2161 Macros that would otherwise be pre-defined can be undefined on the
2162 command-line using the `-u' option on the NASM command line: see
2163 \k{opt-u}.
2166 \S{assign} \i{Preprocessor Variables}: \i\c{%assign}
2168 An alternative way to define single-line macros is by means of the
2169 \c{%assign} command (and its \I{case sensitive}case-insensitive
2170 counterpart \i\c{%iassign}, which differs from \c{%assign} in
2171 exactly the same way that \c{%idefine} differs from \c{%define}).
2173 \c{%assign} is used to define single-line macros which take no
2174 parameters and have a numeric value. This value can be specified in
2175 the form of an expression, and it will be evaluated once, when the
2176 \c{%assign} directive is processed.
2178 Like \c{%define}, macros defined using \c{%assign} can be re-defined
2179 later, so you can do things like
2181 \c %assign i i+1
2183 to increment the numeric value of a macro.
2185 \c{%assign} is useful for controlling the termination of \c{%rep}
2186 preprocessor loops: see \k{rep} for an example of this. Another
2187 use for \c{%assign} is given in \k{16c} and \k{32c}.
2189 The expression passed to \c{%assign} is a \i{critical expression}
2190 (see \k{crit}), and must also evaluate to a pure number (rather than
2191 a relocatable reference such as a code or data address, or anything
2192 involving a register).
2195 \S{defstr} Defining Strings: \I\c{%idefstr}\i\c{%defstr}
2197 \c{%defstr}, and its case-insensitive counterpart \c{%idefstr}, define
2198 or redefine a single-line macro without parameters but converts the
2199 entire right-hand side, after macro expansion, to a quoted string
2200 before definition.
2202 For example:
2204 \c %defstr test TEST
2206 is equivalent to
2208 \c %define test 'TEST'
2210 This can be used, for example, with the \c{%!} construct (see
2211 \k{getenv}):
2213 \c %defstr PATH %!PATH          ; The operating system PATH variable
2216 \H{strlen} \i{String Manipulation in Macros}
2218 It's often useful to be able to handle strings in macros. NASM
2219 supports two simple string handling macro operators from which
2220 more complex operations can be constructed.
2222 All the string operators define or redefine a value (either a string
2223 or a numeric value) to a single-line macro.
2225 \S{strcat} \i{Concatenating Strings}: \i\c{%strcat}
2227 The \c{%strcat} operator concatenates quoted strings and assign them to
2228 a single-line macro.  In doing so, it may change the type of quotes
2229 and possibly use \c{\\}-escapes inside \c{`}-quoted strings in order to
2230 make sure the string is still a valid quoted string.
2232 For example:
2234 \c %strcat alpha "Alpha: ", '12" screen'
2236 ... would assign the value \c{'Alpha: 12" screen'} to \c{alpha}.
2237 Similarly:
2239 \c %strcat beta '"', "'"
2241 ... would assign the value \c{`"'`} to \c{beta}.
2243 The use of commas to separate strings is permitted but optional.
2246 \S{strlen} \i{String Length}: \i\c{%strlen}
2248 The \c{%strlen} operator assigns the length of a string to a macro.
2249 For example:
2251 \c %strlen charcnt 'my string'
2253 In this example, \c{charcnt} would receive the value 9, just as
2254 if an \c{%assign} had been used. In this example, \c{'my string'}
2255 was a literal string but it could also have been a single-line
2256 macro that expands to a string, as in the following example:
2258 \c %define sometext 'my string'
2259 \c %strlen charcnt sometext
2261 As in the first case, this would result in \c{charcnt} being
2262 assigned the value of 9.
2265 \S{substr} \i{Extracting Substrings}: \i\c{%substr}
2267 Individual letters or substrings in strings can be extracted using the
2268 \c{%substr} operator.  An example of its use is probably more useful
2269 than the description:
2271 \c %substr mychar 'xyzw' 1       ; equivalent to %define mychar 'x'
2272 \c %substr mychar 'xyzw' 2       ; equivalent to %define mychar 'y'
2273 \c %substr mychar 'xyzw' 3       ; equivalent to %define mychar 'z'
2274 \c %substr mychar 'xyzw' 2,2     ; equivalent to %define mychar 'yz'
2275 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-1    ; equivalent to %define mychar 'yzw'
2276 \c %substr mychar 'xyzw' 2,-2    ; equivalent to %define mychar 'yz'
2278 As with \c{%strlen} (see \k{strlen}), the first parameter is the
2279 single-line macro to be created and the second is the string. The
2280 third parameter specifies the first character to be selected, and the
2281 optional fourth parameter preceeded by comma) is the length.  Note
2282 that the first index is 1, not 0 and the last index is equal to the
2283 value that \c{%strlen} would assign given the same string. Index
2284 values out of range result in an empty string.  A negative length
2285 means "until N-1 characters before the end of string", i.e. \c{-1}
2286 means until end of string, \c{-2} until one character before, etc.
2289 \H{mlmacro} \i{Multi-Line Macros}: \I\c{%imacro}\i\c{%macro}
2291 Multi-line macros are much more like the type of macro seen in MASM
2292 and TASM: a multi-line macro definition in NASM looks something like
2293 this.
2295 \c %macro  prologue 1
2297 \c         push    ebp
2298 \c         mov     ebp,esp
2299 \c         sub     esp,%1
2301 \c %endmacro
2303 This defines a C-like function prologue as a macro: so you would
2304 invoke the macro with a call such as
2306 \c myfunc:   prologue 12
2308 which would expand to the three lines of code
2310 \c myfunc: push    ebp
2311 \c         mov     ebp,esp
2312 \c         sub     esp,12
2314 The number \c{1} after the macro name in the \c{%macro} line defines
2315 the number of parameters the macro \c{prologue} expects to receive.
2316 The use of \c{%1} inside the macro definition refers to the first
2317 parameter to the macro call. With a macro taking more than one
2318 parameter, subsequent parameters would be referred to as \c{%2},
2319 \c{%3} and so on.
2321 Multi-line macros, like single-line macros, are \i{case-sensitive},
2322 unless you define them using the alternative directive \c{%imacro}.
2324 If you need to pass a comma as \e{part} of a parameter to a
2325 multi-line macro, you can do that by enclosing the entire parameter
2326 in \I{braces, around macro parameters}braces. So you could code
2327 things like
2329 \c %macro  silly 2
2331 \c     %2: db      %1
2333 \c %endmacro
2335 \c         silly 'a', letter_a             ; letter_a:  db 'a'
2336 \c         silly 'ab', string_ab           ; string_ab: db 'ab'
2337 \c         silly {13,10}, crlf             ; crlf:      db 13,10
2340 \S{mlmacover} Overloading Multi-Line Macros\I{overloading, multi-line macros}
2342 As with single-line macros, multi-line macros can be overloaded by
2343 defining the same macro name several times with different numbers of
2344 parameters. This time, no exception is made for macros with no
2345 parameters at all. So you could define
2347 \c %macro  prologue 0
2349 \c         push    ebp
2350 \c         mov     ebp,esp
2352 \c %endmacro
2354 to define an alternative form of the function prologue which
2355 allocates no local stack space.
2357 Sometimes, however, you might want to `overload' a machine
2358 instruction; for example, you might want to define
2360 \c %macro  push 2
2362 \c         push    %1
2363 \c         push    %2
2365 \c %endmacro
2367 so that you could code
2369 \c         push    ebx             ; this line is not a macro call
2370 \c         push    eax,ecx         ; but this one is
2372 Ordinarily, NASM will give a warning for the first of the above two
2373 lines, since \c{push} is now defined to be a macro, and is being
2374 invoked with a number of parameters for which no definition has been
2375 given. The correct code will still be generated, but the assembler
2376 will give a warning. This warning can be disabled by the use of the
2377 \c{-w-macro-params} command-line option (see \k{opt-w}).
2380 \S{maclocal} \i{Macro-Local Labels}
2382 NASM allows you to define labels within a multi-line macro
2383 definition in such a way as to make them local to the macro call: so
2384 calling the same macro multiple times will use a different label
2385 each time. You do this by prefixing \i\c{%%} to the label name. So
2386 you can invent an instruction which executes a \c{RET} if the \c{Z}
2387 flag is set by doing this:
2389 \c %macro  retz 0
2391 \c         jnz     %%skip
2392 \c         ret
2393 \c     %%skip:
2395 \c %endmacro
2397 You can call this macro as many times as you want, and every time
2398 you call it NASM will make up a different `real' name to substitute
2399 for the label \c{%%skip}. The names NASM invents are of the form
2400 \c{..@2345.skip}, where the number 2345 changes with every macro
2401 call. The \i\c{..@} prefix prevents macro-local labels from
2402 interfering with the local label mechanism, as described in
2403 \k{locallab}. You should avoid defining your own labels in this form
2404 (the \c{..@} prefix, then a number, then another period) in case
2405 they interfere with macro-local labels.
2408 \S{mlmacgre} \i{Greedy Macro Parameters}
2410 Occasionally it is useful to define a macro which lumps its entire
2411 command line into one parameter definition, possibly after
2412 extracting one or two smaller parameters from the front. An example
2413 might be a macro to write a text string to a file in MS-DOS, where
2414 you might want to be able to write
2416 \c         writefile [filehandle],"hello, world",13,10
2418 NASM allows you to define the last parameter of a macro to be
2419 \e{greedy}, meaning that if you invoke the macro with more
2420 parameters than it expects, all the spare parameters get lumped into
2421 the last defined one along with the separating commas. So if you
2422 code:
2424 \c %macro  writefile 2+
2426 \c         jmp     %%endstr
2427 \c   %%str:        db      %2
2428 \c   %%endstr:
2429 \c         mov     dx,%%str
2430 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
2431 \c         mov     bx,%1
2432 \c         mov     ah,0x40
2433 \c         int     0x21
2435 \c %endmacro
2437 then the example call to \c{writefile} above will work as expected:
2438 the text before the first comma, \c{[filehandle]}, is used as the
2439 first macro parameter and expanded when \c{%1} is referred to, and
2440 all the subsequent text is lumped into \c{%2} and placed after the
2441 \c{db}.
2443 The greedy nature of the macro is indicated to NASM by the use of
2444 the \I{+ modifier}\c{+} sign after the parameter count on the
2445 \c{%macro} line.
2447 If you define a greedy macro, you are effectively telling NASM how
2448 it should expand the macro given \e{any} number of parameters from
2449 the actual number specified up to infinity; in this case, for
2450 example, NASM now knows what to do when it sees a call to
2451 \c{writefile} with 2, 3, 4 or more parameters. NASM will take this
2452 into account when overloading macros, and will not allow you to
2453 define another form of \c{writefile} taking 4 parameters (for
2454 example).
2456 Of course, the above macro could have been implemented as a
2457 non-greedy macro, in which case the call to it would have had to
2458 look like
2460 \c           writefile [filehandle], {"hello, world",13,10}
2462 NASM provides both mechanisms for putting \i{commas in macro
2463 parameters}, and you choose which one you prefer for each macro
2464 definition.
2466 See \k{sectmac} for a better way to write the above macro.
2469 \S{mlmacdef} \i{Default Macro Parameters}
2471 NASM also allows you to define a multi-line macro with a \e{range}
2472 of allowable parameter counts. If you do this, you can specify
2473 defaults for \i{omitted parameters}. So, for example:
2475 \c %macro  die 0-1 "Painful program death has occurred."
2477 \c         writefile 2,%1
2478 \c         mov     ax,0x4c01
2479 \c         int     0x21
2481 \c %endmacro
2483 This macro (which makes use of the \c{writefile} macro defined in
2484 \k{mlmacgre}) can be called with an explicit error message, which it
2485 will display on the error output stream before exiting, or it can be
2486 called with no parameters, in which case it will use the default
2487 error message supplied in the macro definition.
2489 In general, you supply a minimum and maximum number of parameters
2490 for a macro of this type; the minimum number of parameters are then
2491 required in the macro call, and then you provide defaults for the
2492 optional ones. So if a macro definition began with the line
2494 \c %macro foobar 1-3 eax,[ebx+2]
2496 then it could be called with between one and three parameters, and
2497 \c{%1} would always be taken from the macro call. \c{%2}, if not
2498 specified by the macro call, would default to \c{eax}, and \c{%3} if
2499 not specified would default to \c{[ebx+2]}.
2501 You can provide extra information to a macro by providing
2502 too many default parameters:
2504 \c %macro quux 1 something
2506 This will trigger a warning by default; see \k{opt-w} for
2507 more information.
2508 When \c{quux} is invoked, it receives not one but two parameters.
2509 \c{something} can be referred to as \c{%2}. The difference
2510 between passing \c{something} this way and writing \c{something}
2511 in the macro body is that with this way \c{something} is evaluated
2512 when the macro is defined, not when it is expanded.
2514 You may omit parameter defaults from the macro definition, in which
2515 case the parameter default is taken to be blank. This can be useful
2516 for macros which can take a variable number of parameters, since the
2517 \i\c{%0} token (see \k{percent0}) allows you to determine how many
2518 parameters were really passed to the macro call.
2520 This defaulting mechanism can be combined with the greedy-parameter
2521 mechanism; so the \c{die} macro above could be made more powerful,
2522 and more useful, by changing the first line of the definition to
2524 \c %macro die 0-1+ "Painful program death has occurred.",13,10
2526 The maximum parameter count can be infinite, denoted by \c{*}. In
2527 this case, of course, it is impossible to provide a \e{full} set of
2528 default parameters. Examples of this usage are shown in \k{rotate}.
2531 \S{percent0} \i\c{%0}: \I{counting macro parameters}Macro Parameter Counter
2533 The parameter reference \c{%0} will return a numeric constant giving the
2534 number of parameters received, that is, if \c{%0} is n then \c{%}n is the
2535 last parameter. \c{%0} is mostly useful for macros that can take a variable
2536 number of parameters. It can be used as an argument to \c{%rep}
2537 (see \k{rep}) in order to iterate through all the parameters of a macro.
2538 Examples are given in \k{rotate}.
2541 \S{rotate} \i\c{%rotate}: \i{Rotating Macro Parameters}
2543 Unix shell programmers will be familiar with the \I{shift
2544 command}\c{shift} shell command, which allows the arguments passed
2545 to a shell script (referenced as \c{$1}, \c{$2} and so on) to be
2546 moved left by one place, so that the argument previously referenced
2547 as \c{$2} becomes available as \c{$1}, and the argument previously
2548 referenced as \c{$1} is no longer available at all.
2550 NASM provides a similar mechanism, in the form of \c{%rotate}. As
2551 its name suggests, it differs from the Unix \c{shift} in that no
2552 parameters are lost: parameters rotated off the left end of the
2553 argument list reappear on the right, and vice versa.
2555 \c{%rotate} is invoked with a single numeric argument (which may be
2556 an expression). The macro parameters are rotated to the left by that
2557 many places. If the argument to \c{%rotate} is negative, the macro
2558 parameters are rotated to the right.
2560 \I{iterating over macro parameters}So a pair of macros to save and
2561 restore a set of registers might work as follows:
2563 \c %macro  multipush 1-*
2565 \c   %rep  %0
2566 \c         push    %1
2567 \c   %rotate 1
2568 \c   %endrep
2570 \c %endmacro
2572 This macro invokes the \c{PUSH} instruction on each of its arguments
2573 in turn, from left to right. It begins by pushing its first
2574 argument, \c{%1}, then invokes \c{%rotate} to move all the arguments
2575 one place to the left, so that the original second argument is now
2576 available as \c{%1}. Repeating this procedure as many times as there
2577 were arguments (achieved by supplying \c{%0} as the argument to
2578 \c{%rep}) causes each argument in turn to be pushed.
2580 Note also the use of \c{*} as the maximum parameter count,
2581 indicating that there is no upper limit on the number of parameters
2582 you may supply to the \i\c{multipush} macro.
2584 It would be convenient, when using this macro, to have a \c{POP}
2585 equivalent, which \e{didn't} require the arguments to be given in
2586 reverse order. Ideally, you would write the \c{multipush} macro
2587 call, then cut-and-paste the line to where the pop needed to be
2588 done, and change the name of the called macro to \c{multipop}, and
2589 the macro would take care of popping the registers in the opposite
2590 order from the one in which they were pushed.
2592 This can be done by the following definition:
2594 \c %macro  multipop 1-*
2596 \c   %rep %0
2597 \c   %rotate -1
2598 \c         pop     %1
2599 \c   %endrep
2601 \c %endmacro
2603 This macro begins by rotating its arguments one place to the
2604 \e{right}, so that the original \e{last} argument appears as \c{%1}.
2605 This is then popped, and the arguments are rotated right again, so
2606 the second-to-last argument becomes \c{%1}. Thus the arguments are
2607 iterated through in reverse order.
2610 \S{concat} \i{Concatenating Macro Parameters}
2612 NASM can concatenate macro parameters on to other text surrounding
2613 them. This allows you to declare a family of symbols, for example,
2614 in a macro definition. If, for example, you wanted to generate a
2615 table of key codes along with offsets into the table, you could code
2616 something like
2618 \c %macro keytab_entry 2
2620 \c     keypos%1    equ     $-keytab
2621 \c                 db      %2
2623 \c %endmacro
2625 \c keytab:
2626 \c           keytab_entry F1,128+1
2627 \c           keytab_entry F2,128+2
2628 \c           keytab_entry Return,13
2630 which would expand to
2632 \c keytab:
2633 \c keyposF1        equ     $-keytab
2634 \c                 db     128+1
2635 \c keyposF2        equ     $-keytab
2636 \c                 db      128+2
2637 \c keyposReturn    equ     $-keytab
2638 \c                 db      13
2640 You can just as easily concatenate text on to the other end of a
2641 macro parameter, by writing \c{%1foo}.
2643 If you need to append a \e{digit} to a macro parameter, for example
2644 defining labels \c{foo1} and \c{foo2} when passed the parameter
2645 \c{foo}, you can't code \c{%11} because that would be taken as the
2646 eleventh macro parameter. Instead, you must code
2647 \I{braces, after % sign}\c{%\{1\}1}, which will separate the first
2648 \c{1} (giving the number of the macro parameter) from the second
2649 (literal text to be concatenated to the parameter).
2651 This concatenation can also be applied to other preprocessor in-line
2652 objects, such as macro-local labels (\k{maclocal}) and context-local
2653 labels (\k{ctxlocal}). In all cases, ambiguities in syntax can be
2654 resolved by enclosing everything after the \c{%} sign and before the
2655 literal text in braces: so \c{%\{%foo\}bar} concatenates the text
2656 \c{bar} to the end of the real name of the macro-local label
2657 \c{%%foo}. (This is unnecessary, since the form NASM uses for the
2658 real names of macro-local labels means that the two usages
2659 \c{%\{%foo\}bar} and \c{%%foobar} would both expand to the same
2660 thing anyway; nevertheless, the capability is there.)
2663 \S{mlmaccc} \i{Condition Codes as Macro Parameters}
2665 NASM can give special treatment to a macro parameter which contains
2666 a condition code. For a start, you can refer to the macro parameter
2667 \c{%1} by means of the alternative syntax \i\c{%+1}, which informs
2668 NASM that this macro parameter is supposed to contain a condition
2669 code, and will cause the preprocessor to report an error message if
2670 the macro is called with a parameter which is \e{not} a valid
2671 condition code.
2673 Far more usefully, though, you can refer to the macro parameter by
2674 means of \i\c{%-1}, which NASM will expand as the \e{inverse}
2675 condition code. So the \c{retz} macro defined in \k{maclocal} can be
2676 replaced by a general \i{conditional-return macro} like this:
2678 \c %macro  retc 1
2680 \c         j%-1    %%skip
2681 \c         ret
2682 \c   %%skip:
2684 \c %endmacro
2686 This macro can now be invoked using calls like \c{retc ne}, which
2687 will cause the conditional-jump instruction in the macro expansion
2688 to come out as \c{JE}, or \c{retc po} which will make the jump a
2689 \c{JPE}.
2691 The \c{%+1} macro-parameter reference is quite happy to interpret
2692 the arguments \c{CXZ} and \c{ECXZ} as valid condition codes;
2693 however, \c{%-1} will report an error if passed either of these,
2694 because no inverse condition code exists.
2697 \S{nolist} \i{Disabling Listing Expansion}\I\c{.nolist}
2699 When NASM is generating a listing file from your program, it will
2700 generally expand multi-line macros by means of writing the macro
2701 call and then listing each line of the expansion. This allows you to
2702 see which instructions in the macro expansion are generating what
2703 code; however, for some macros this clutters the listing up
2704 unnecessarily.
2706 NASM therefore provides the \c{.nolist} qualifier, which you can
2707 include in a macro definition to inhibit the expansion of the macro
2708 in the listing file. The \c{.nolist} qualifier comes directly after
2709 the number of parameters, like this:
2711 \c %macro foo 1.nolist
2713 Or like this:
2715 \c %macro bar 1-5+.nolist a,b,c,d,e,f,g,h
2717 \S{unmacro} Undefining Multi-Line Macros: \i\c{%unmacro}
2719 Multi-line macros can be removed with the \c{%unmacro} directive.
2720 Unlike the \c{%undef} directive, however, \c{%unmacro} takes an
2721 argument specification, and will only remove \i{exact matches} with
2722 that argument specification.
2724 For example:
2726 \c %macro foo 1-3
2727 \c         ; Do something
2728 \c %endmacro
2729 \c %unmacro foo 1-3
2731 removes the previously defined macro \c{foo}, but
2733 \c %unmacro bar 1-3
2734 \c         ; Do something
2735 \c %endmacro
2736 \c %unmacro bar 1
2738 does \e{not} remove the macro \c{bar}, since the argument
2739 specification does not match exactly.
2741 \H{condasm} \i{Conditional Assembly}\I\c{%if}
2743 Similarly to the C preprocessor, NASM allows sections of a source
2744 file to be assembled only if certain conditions are met. The general
2745 syntax of this feature looks like this:
2747 \c %if<condition>
2748 \c     ; some code which only appears if <condition> is met
2749 \c %elif<condition2>
2750 \c     ; only appears if <condition> is not met but <condition2> is
2751 \c %else
2752 \c     ; this appears if neither <condition> nor <condition2> was met
2753 \c %endif
2755 The inverse forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn} are also supported.
2757 The \i\c{%else} clause is optional, as is the \i\c{%elif} clause.
2758 You can have more than one \c{%elif} clause as well.
2760 There are a number of variants of the \c{%if} directive.  Each has its
2761 corresponding \c{%elif}, \c{%ifn}, and \c{%elifn} directives; for
2762 example, the equivalents to the \c{%ifdef} directive are \c{%elifdef},
2763 \c{%ifndef}, and \c{%elifndef}.
2765 \S{ifdef} \i\c{%ifdef}: Testing Single-Line Macro Existence\I{testing,
2766 single-line macro existence}
2768 Beginning a conditional-assembly block with the line \c{%ifdef
2769 MACRO} will assemble the subsequent code if, and only if, a
2770 single-line macro called \c{MACRO} is defined. If not, then the
2771 \c{%elif} and \c{%else} blocks (if any) will be processed instead.
2773 For example, when debugging a program, you might want to write code
2774 such as
2776 \c           ; perform some function
2777 \c %ifdef DEBUG
2778 \c           writefile 2,"Function performed successfully",13,10
2779 \c %endif
2780 \c           ; go and do something else
2782 Then you could use the command-line option \c{-dDEBUG} to create a
2783 version of the program which produced debugging messages, and remove
2784 the option to generate the final release version of the program.
2786 You can test for a macro \e{not} being defined by using
2787 \i\c{%ifndef} instead of \c{%ifdef}. You can also test for macro
2788 definitions in \c{%elif} blocks by using \i\c{%elifdef} and
2789 \i\c{%elifndef}.
2792 \S{ifmacro} \i\c{%ifmacro}: Testing Multi-Line Macro
2793 Existence\I{testing, multi-line macro existence}
2795 The \c{%ifmacro} directive operates in the same way as the \c{%ifdef}
2796 directive, except that it checks for the existence of a multi-line macro.
2798 For example, you may be working with a large project and not have control
2799 over the macros in a library. You may want to create a macro with one
2800 name if it doesn't already exist, and another name if one with that name
2801 does exist.
2803 The \c{%ifmacro} is considered true if defining a macro with the given name
2804 and number of arguments would cause a definitions conflict. For example:
2806 \c %ifmacro MyMacro 1-3
2808 \c      %error "MyMacro 1-3" causes a conflict with an existing macro.
2810 \c %else
2812 \c      %macro MyMacro 1-3
2814 \c              ; insert code to define the macro
2816 \c      %endmacro
2818 \c %endif
2820 This will create the macro "MyMacro 1-3" if no macro already exists which
2821 would conflict with it, and emits a warning if there would be a definition
2822 conflict.
2824 You can test for the macro not existing by using the \i\c{%ifnmacro} instead
2825 of \c{%ifmacro}. Additional tests can be performed in \c{%elif} blocks by using
2826 \i\c{%elifmacro} and \i\c{%elifnmacro}.
2829 \S{ifctx} \i\c{%ifctx}: Testing the Context Stack\I{testing, context
2830 stack}
2832 The conditional-assembly construct \c{%ifctx} will cause the
2833 subsequent code to be assembled if and only if the top context on
2834 the preprocessor's context stack has the same name as one of the arguments.
2835 As with \c{%ifdef}, the inverse and \c{%elif} forms \i\c{%ifnctx},
2836 \i\c{%elifctx} and \i\c{%elifnctx} are also supported.
2838 For more details of the context stack, see \k{ctxstack}. For a
2839 sample use of \c{%ifctx}, see \k{blockif}.
2842 \S{if} \i\c{%if}: Testing Arbitrary Numeric Expressions\I{testing,
2843 arbitrary numeric expressions}
2845 The conditional-assembly construct \c{%if expr} will cause the
2846 subsequent code to be assembled if and only if the value of the
2847 numeric expression \c{expr} is non-zero. An example of the use of
2848 this feature is in deciding when to break out of a \c{%rep}
2849 preprocessor loop: see \k{rep} for a detailed example.
2851 The expression given to \c{%if}, and its counterpart \i\c{%elif}, is
2852 a critical expression (see \k{crit}).
2854 \c{%if} extends the normal NASM expression syntax, by providing a
2855 set of \i{relational operators} which are not normally available in
2856 expressions. The operators \i\c{=}, \i\c{<}, \i\c{>}, \i\c{<=},
2857 \i\c{>=} and \i\c{<>} test equality, less-than, greater-than,
2858 less-or-equal, greater-or-equal and not-equal respectively. The
2859 C-like forms \i\c{==} and \i\c{!=} are supported as alternative
2860 forms of \c{=} and \c{<>}. In addition, low-priority logical
2861 operators \i\c{&&}, \i\c{^^} and \i\c{||} are provided, supplying
2862 \i{logical AND}, \i{logical XOR} and \i{logical OR}. These work like
2863 the C logical operators (although C has no logical XOR), in that
2864 they always return either 0 or 1, and treat any non-zero input as 1
2865 (so that \c{^^}, for example, returns 1 if exactly one of its inputs
2866 is zero, and 0 otherwise). The relational operators also return 1
2867 for true and 0 for false.
2869 Like other \c{%if} constructs, \c{%if} has a counterpart
2870 \i\c{%elif}, and negative forms \i\c{%ifn} and \i\c{%elifn}.
2872 \S{ifidn} \i\c{%ifidn} and \i\c{%ifidni}: Testing Exact Text
2873 Identity\I{testing, exact text identity}
2875 The construct \c{%ifidn text1,text2} will cause the subsequent code
2876 to be assembled if and only if \c{text1} and \c{text2}, after
2877 expanding single-line macros, are identical pieces of text.
2878 Differences in white space are not counted.
2880 \c{%ifidni} is similar to \c{%ifidn}, but is \i{case-insensitive}.
2882 For example, the following macro pushes a register or number on the
2883 stack, and allows you to treat \c{IP} as a real register:
2885 \c %macro  pushparam 1
2887 \c   %ifidni %1,ip
2888 \c         call    %%label
2889 \c   %%label:
2890 \c   %else
2891 \c         push    %1
2892 \c   %endif
2894 \c %endmacro
2896 Like other \c{%if} constructs, \c{%ifidn} has a counterpart
2897 \i\c{%elifidn}, and negative forms \i\c{%ifnidn} and \i\c{%elifnidn}.
2898 Similarly, \c{%ifidni} has counterparts \i\c{%elifidni},
2899 \i\c{%ifnidni} and \i\c{%elifnidni}.
2901 \S{iftyp} \i\c{%ifid}, \i\c{%ifnum}, \i\c{%ifstr}: Testing Token
2902 Types\I{testing, token types}
2904 Some macros will want to perform different tasks depending on
2905 whether they are passed a number, a string, or an identifier. For
2906 example, a string output macro might want to be able to cope with
2907 being passed either a string constant or a pointer to an existing
2908 string.
2910 The conditional assembly construct \c{%ifid}, taking one parameter
2911 (which may be blank), assembles the subsequent code if and only if
2912 the first token in the parameter exists and is an identifier.
2913 \c{%ifnum} works similarly, but tests for the token being a numeric
2914 constant; \c{%ifstr} tests for it being a string.
2916 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
2917 extended to take advantage of \c{%ifstr} in the following fashion:
2919 \c %macro writefile 2-3+
2921 \c   %ifstr %2
2922 \c         jmp     %%endstr
2923 \c     %if %0 = 3
2924 \c       %%str:    db      %2,%3
2925 \c     %else
2926 \c       %%str:    db      %2
2927 \c     %endif
2928 \c       %%endstr: mov     dx,%%str
2929 \c                 mov     cx,%%endstr-%%str
2930 \c   %else
2931 \c                 mov     dx,%2
2932 \c                 mov     cx,%3
2933 \c   %endif
2934 \c                 mov     bx,%1
2935 \c                 mov     ah,0x40
2936 \c                 int     0x21
2938 \c %endmacro
2940 Then the \c{writefile} macro can cope with being called in either of
2941 the following two ways:
2943 \c         writefile [file], strpointer, length
2944 \c         writefile [file], "hello", 13, 10
2946 In the first, \c{strpointer} is used as the address of an
2947 already-declared string, and \c{length} is used as its length; in
2948 the second, a string is given to the macro, which therefore declares
2949 it itself and works out the address and length for itself.
2951 Note the use of \c{%if} inside the \c{%ifstr}: this is to detect
2952 whether the macro was passed two arguments (so the string would be a
2953 single string constant, and \c{db %2} would be adequate) or more (in
2954 which case, all but the first two would be lumped together into
2955 \c{%3}, and \c{db %2,%3} would be required).
2957 The usual \I\c{%elifid}\I\c{%elifnum}\I\c{%elifstr}\c{%elif}...,
2958 \I\c{%ifnid}\I\c{%ifnnum}\I\c{%ifnstr}\c{%ifn}..., and
2959 \I\c{%elifnid}\I\c{%elifnnum}\I\c{%elifnstr}\c{%elifn}... versions
2960 exist for each of \c{%ifid}, \c{%ifnum} and \c{%ifstr}.
2962 \S{iftoken} \i\c{%iftoken}: Test for a Single Token
2964 Some macros will want to do different things depending on if it is
2965 passed a single token (e.g. paste it to something else using \c{%+})
2966 versus a multi-token sequence.
2968 The conditional assembly construct \c{%iftoken} assembles the
2969 subsequent code if and only if the expanded parameters consist of
2970 exactly one token, possibly surrounded by whitespace.
2972 For example:
2974 \c %iftoken 1
2976 will assemble the subsequent code, but
2978 \c %iftoken -1
2980 will not, since \c{-1} contains two tokens: the unary minus operator
2981 \c{-}, and the number \c{1}.
2983 The usual \i\c{%eliftoken}, \i\c\{%ifntoken}, and \i\c{%elifntoken}
2984 variants are also provided.
2986 \S{ifempty} \i\c{%ifempty}: Test for Empty Expansion
2988 The conditional assembly construct \c{%ifempty} assembles the
2989 subsequent code if and only if the expanded parameters do not contain
2990 any tokens at all, whitespace excepted.
2992 The usual \i\c{%elifempty}, \i\c\{%ifnempty}, and \i\c{%elifnempty}
2993 variants are also provided.
2995 \H{rep} \i{Preprocessor Loops}\I{repeating code}: \i\c{%rep}
2997 NASM's \c{TIMES} prefix, though useful, cannot be used to invoke a
2998 multi-line macro multiple times, because it is processed by NASM
2999 after macros have already been expanded. Therefore NASM provides
3000 another form of loop, this time at the preprocessor level: \c{%rep}.
3002 The directives \c{%rep} and \i\c{%endrep} (\c{%rep} takes a numeric
3003 argument, which can be an expression; \c{%endrep} takes no
3004 arguments) can be used to enclose a chunk of code, which is then
3005 replicated as many times as specified by the preprocessor:
3007 \c %assign i 0
3008 \c %rep    64
3009 \c         inc     word [table+2*i]
3010 \c %assign i i+1
3011 \c %endrep
3013 This will generate a sequence of 64 \c{INC} instructions,
3014 incrementing every word of memory from \c{[table]} to
3015 \c{[table+126]}.
3017 For more complex termination conditions, or to break out of a repeat
3018 loop part way along, you can use the \i\c{%exitrep} directive to
3019 terminate the loop, like this:
3021 \c fibonacci:
3022 \c %assign i 0
3023 \c %assign j 1
3024 \c %rep 100
3025 \c %if j > 65535
3026 \c     %exitrep
3027 \c %endif
3028 \c         dw j
3029 \c %assign k j+i
3030 \c %assign i j
3031 \c %assign j k
3032 \c %endrep
3034 \c fib_number equ ($-fibonacci)/2
3036 This produces a list of all the Fibonacci numbers that will fit in
3037 16 bits. Note that a maximum repeat count must still be given to
3038 \c{%rep}. This is to prevent the possibility of NASM getting into an
3039 infinite loop in the preprocessor, which (on multitasking or
3040 multi-user systems) would typically cause all the system memory to
3041 be gradually used up and other applications to start crashing.
3044 \H{files} Source Files and Dependencies
3046 These commands allow you to split your sources into multiple files.
3048 \S{include} \i\c{%include}: \i{Including Other Files} 
3050 Using, once again, a very similar syntax to the C preprocessor,
3051 NASM's preprocessor lets you include other source files into your
3052 code. This is done by the use of the \i\c{%include} directive:
3054 \c %include "macros.mac"
3056 will include the contents of the file \c{macros.mac} into the source
3057 file containing the \c{%include} directive.
3059 Include files are \I{searching for include files}searched for in the
3060 current directory (the directory you're in when you run NASM, as
3061 opposed to the location of the NASM executable or the location of
3062 the source file), plus any directories specified on the NASM command
3063 line using the \c{-i} option.
3065 The standard C idiom for preventing a file being included more than
3066 once is just as applicable in NASM: if the file \c{macros.mac} has
3067 the form
3069 \c %ifndef MACROS_MAC
3070 \c     %define MACROS_MAC
3071 \c     ; now define some macros
3072 \c %endif
3074 then including the file more than once will not cause errors,
3075 because the second time the file is included nothing will happen
3076 because the macro \c{MACROS_MAC} will already be defined.
3078 You can force a file to be included even if there is no \c{%include}
3079 directive that explicitly includes it, by using the \i\c{-p} option
3080 on the NASM command line (see \k{opt-p}).
3083 \S{pathsearch} \i\c{%pathsearch}: Search the Include Path
3085 The \c{%pathsearch} directive takes a single-line macro name and a
3086 filename, and declare or redefines the specified single-line macro to
3087 be the include-path-resolved verson of the filename, if the file
3088 exists (otherwise, it is passed unchanged.)
3090 For example,
3092 \c %pathsearch MyFoo "foo.bin"
3094 ... with \c{-Ibins/} in the include path may end up defining the macro
3095 \c{MyFoo} to be \c{"bins/foo.bin"}.
3098 \S{depend} \i\c{%depend}: Add Dependent Files
3100 The \c{%depend} directive takes a filename and adds it to the list of
3101 files to be emitted as dependency generation when the \c{-M} options
3102 and its relatives (see \k{opt-M}) are used.  It produces no output.
3104 This is generally used in conjunction with \c{%pathsearch}.  For
3105 example, a simplified version of the standard macro wrapper for the
3106 \c{INCBIN} directive looks like:
3108 \c %imacro incbin 1-2+ 0
3109 \c %pathsearch dep %1
3110 \c %depend dep
3111 \c         incbin dep,%2
3112 \c %endmacro
3114 This first resolves the location of the file into the macro \c{dep},
3115 then adds it to the dependency lists, and finally issues the
3116 assembler-level \c{INCBIN} directive.
3119 \S{use} \i\c{%use}: Include Standard Macro Package
3121 The \c{%use} directive is similar to \c{%include}, but rather than
3122 including the contents of a file, it includes a named standard macro
3123 package.  The standard macro packages are part of NASM, and are
3124 described in \k{macropkg}.
3126 Unlike the \c{%include} directive, package names for the \c{%use}
3127 directive do not require quotes, but quotes are permitted; using
3128 quotes will prevent unwanted macro expansion.  Thus, the following
3129 lines are equivalent, unless \c{altreg} is defined as a macro:
3131 \c %use altreg
3132 \c %use 'altreg'
3134 Standard macro packages are protected from multiple inclusion.  When a
3135 standard macro package is used, a testable single-line macro of the
3136 form \c{__USE_}\e{package}\c{__} is also defined, see \k{use_def}.
3138 \H{ctxstack} The \i{Context Stack}
3140 Having labels that are local to a macro definition is sometimes not
3141 quite powerful enough: sometimes you want to be able to share labels
3142 between several macro calls. An example might be a \c{REPEAT} ...
3143 \c{UNTIL} loop, in which the expansion of the \c{REPEAT} macro
3144 would need to be able to refer to a label which the \c{UNTIL} macro
3145 had defined. However, for such a macro you would also want to be
3146 able to nest these loops.
3148 NASM provides this level of power by means of a \e{context stack}.
3149 The preprocessor maintains a stack of \e{contexts}, each of which is
3150 characterized by a name. You add a new context to the stack using
3151 the \i\c{%push} directive, and remove one using \i\c{%pop}. You can
3152 define labels that are local to a particular context on the stack.
3155 \S{pushpop} \i\c{%push} and \i\c{%pop}: \I{creating
3156 contexts}\I{removing contexts}Creating and Removing Contexts
3158 The \c{%push} directive is used to create a new context and place it
3159 on the top of the context stack. \c{%push} requires one argument,
3160 which is the name of the context. For example:
3162 \c %push    foobar
3164 This pushes a new context called \c{foobar} on the stack. You can
3165 have several contexts on the stack with the same name: they can
3166 still be distinguished.
3168 The directive \c{%pop}, requiring no arguments, removes the top
3169 context from the context stack and destroys it, along with any
3170 labels associated with it.
3173 \S{ctxlocal} \i{Context-Local Labels}
3175 Just as the usage \c{%%foo} defines a label which is local to the
3176 particular macro call in which it is used, the usage \I{%$}\c{%$foo}
3177 is used to define a label which is local to the context on the top
3178 of the context stack. So the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} example given
3179 above could be implemented by means of:
3181 \c %macro repeat 0
3183 \c     %push   repeat
3184 \c     %$begin:
3186 \c %endmacro
3188 \c %macro until 1
3190 \c         j%-1    %$begin
3191 \c     %pop
3193 \c %endmacro
3195 and invoked by means of, for example,
3197 \c         mov     cx,string
3198 \c         repeat
3199 \c         add     cx,3
3200 \c         scasb
3201 \c         until   e
3203 which would scan every fourth byte of a string in search of the byte
3204 in \c{AL}.
3206 If you need to define, or access, labels local to the context
3207 \e{below} the top one on the stack, you can use \I{%$$}\c{%$$foo}, or
3208 \c{%$$$foo} for the context below that, and so on.
3211 \S{ctxdefine} \i{Context-Local Single-Line Macros}
3213 NASM also allows you to define single-line macros which are local to
3214 a particular context, in just the same way:
3216 \c %define %$localmac 3
3218 will define the single-line macro \c{%$localmac} to be local to the
3219 top context on the stack. Of course, after a subsequent \c{%push},
3220 it can then still be accessed by the name \c{%$$localmac}.
3223 \S{ctxrepl} \i\c{%repl}: \I{renaming contexts}Renaming a Context
3225 If you need to change the name of the top context on the stack (in
3226 order, for example, to have it respond differently to \c{%ifctx}),
3227 you can execute a \c{%pop} followed by a \c{%push}; but this will
3228 have the side effect of destroying all context-local labels and
3229 macros associated with the context that was just popped.
3231 NASM provides the directive \c{%repl}, which \e{replaces} a context
3232 with a different name, without touching the associated macros and
3233 labels. So you could replace the destructive code
3235 \c %pop
3236 \c %push   newname
3238 with the non-destructive version \c{%repl newname}.
3241 \S{blockif} Example Use of the \i{Context Stack}: \i{Block IFs}
3243 This example makes use of almost all the context-stack features,
3244 including the conditional-assembly construct \i\c{%ifctx}, to
3245 implement a block IF statement as a set of macros.
3247 \c %macro if 1
3249 \c     %push if
3250 \c     j%-1  %$ifnot
3252 \c %endmacro
3254 \c %macro else 0
3256 \c   %ifctx if
3257 \c         %repl   else
3258 \c         jmp     %$ifend
3259 \c         %$ifnot:
3260 \c   %else
3261 \c         %error  "expected `if' before `else'"
3262 \c   %endif
3264 \c %endmacro
3266 \c %macro endif 0
3268 \c   %ifctx if
3269 \c         %$ifnot:
3270 \c         %pop
3271 \c   %elifctx      else
3272 \c         %$ifend:
3273 \c         %pop
3274 \c   %else
3275 \c         %error  "expected `if' or `else' before `endif'"
3276 \c   %endif
3278 \c %endmacro
3280 This code is more robust than the \c{REPEAT} and \c{UNTIL} macros
3281 given in \k{ctxlocal}, because it uses conditional assembly to check
3282 that the macros are issued in the right order (for example, not
3283 calling \c{endif} before \c{if}) and issues a \c{%error} if they're
3284 not.
3286 In addition, the \c{endif} macro has to be able to cope with the two
3287 distinct cases of either directly following an \c{if}, or following
3288 an \c{else}. It achieves this, again, by using conditional assembly
3289 to do different things depending on whether the context on top of
3290 the stack is \c{if} or \c{else}.
3292 The \c{else} macro has to preserve the context on the stack, in
3293 order to have the \c{%$ifnot} referred to by the \c{if} macro be the
3294 same as the one defined by the \c{endif} macro, but has to change
3295 the context's name so that \c{endif} will know there was an
3296 intervening \c{else}. It does this by the use of \c{%repl}.
3298 A sample usage of these macros might look like:
3300 \c         cmp     ax,bx
3302 \c         if ae
3303 \c                cmp     bx,cx
3305 \c                if ae
3306 \c                        mov     ax,cx
3307 \c                else
3308 \c                        mov     ax,bx
3309 \c                endif
3311 \c         else
3312 \c                cmp     ax,cx
3314 \c                if ae
3315 \c                        mov     ax,cx
3316 \c                endif
3318 \c         endif
3320 The block-\c{IF} macros handle nesting quite happily, by means of
3321 pushing another context, describing the inner \c{if}, on top of the
3322 one describing the outer \c{if}; thus \c{else} and \c{endif} always
3323 refer to the last unmatched \c{if} or \c{else}.
3326 \H{stackrel} \i{Stack Relative Preprocessor Directives}
3328 The following preprocessor directives provide a way to use
3329 labels to refer to local variables allocated on the stack.
3331 \b\c{%arg}  (see \k{arg})
3333 \b\c{%stacksize}  (see \k{stacksize})
3335 \b\c{%local}  (see \k{local})
3338 \S{arg} \i\c{%arg} Directive
3340 The \c{%arg} directive is used to simplify the handling of
3341 parameters passed on the stack. Stack based parameter passing
3342 is used by many high level languages, including C, C++ and Pascal.
3344 While NASM has macros which attempt to duplicate this
3345 functionality (see \k{16cmacro}), the syntax is not particularly
3346 convenient to use. and is not TASM compatible. Here is an example
3347 which shows the use of \c{%arg} without any external macros:
3349 \c some_function:
3351 \c     %push     mycontext        ; save the current context
3352 \c     %stacksize large           ; tell NASM to use bp
3353 \c     %arg      i:word, j_ptr:word
3355 \c         mov     ax,[i]
3356 \c         mov     bx,[j_ptr]
3357 \c         add     ax,[bx]
3358 \c         ret
3360 \c     %pop                       ; restore original context
3362 This is similar to the procedure defined in \k{16cmacro} and adds
3363 the value in i to the value pointed to by j_ptr and returns the
3364 sum in the ax register. See \k{pushpop} for an explanation of
3365 \c{push} and \c{pop} and the use of context stacks.
3368 \S{stacksize} \i\c{%stacksize} Directive
3370 The \c{%stacksize} directive is used in conjunction with the
3371 \c{%arg} (see \k{arg}) and the \c{%local} (see \k{local}) directives.
3372 It tells NASM the default size to use for subsequent \c{%arg} and
3373 \c{%local} directives. The \c{%stacksize} directive takes one
3374 required argument which is one of \c{flat}, \c{flat64}, \c{large} or \c{small}.
3376 \c %stacksize flat
3378 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3379 relative to \c{ebp} and it assumes that a near form of call was used
3380 to get to this label (i.e. that \c{eip} is on the stack).
3382 \c %stacksize flat64
3384 This form causes NASM to use stack-based parameter addressing
3385 relative to \c{rbp} and it assumes that a near form of call was used
3386 to get to this label (i.e. that \c{rip} is on the stack).
3388 \c %stacksize large
3390 This form uses \c{bp} to do stack-based parameter addressing and
3391 assumes that a far form of call was used to get to this address
3392 (i.e. that \c{ip} and \c{cs} are on the stack).
3394 \c %stacksize small
3396 This form also uses \c{bp} to address stack parameters, but it is
3397 different from \c{large} because it also assumes that the old value
3398 of bp is pushed onto the stack (i.e. it expects an \c{ENTER}
3399 instruction). In other words, it expects that \c{bp}, \c{ip} and
3400 \c{cs} are on the top of the stack, underneath any local space which
3401 may have been allocated by \c{ENTER}. This form is probably most
3402 useful when used in combination with the \c{%local} directive
3403 (see \k{local}).
3406 \S{local} \i\c{%local} Directive
3408 The \c{%local} directive is used to simplify the use of local
3409 temporary stack variables allocated in a stack frame. Automatic
3410 local variables in C are an example of this kind of variable. The
3411 \c{%local} directive is most useful when used with the \c{%stacksize}
3412 (see \k{stacksize} and is also compatible with the \c{%arg} directive
3413 (see \k{arg}). It allows simplified reference to variables on the
3414 stack which have been allocated typically by using the \c{ENTER}
3415 instruction.
3416 \# (see \k{insENTER} for a description of that instruction).
3417 An example of its use is the following:
3419 \c silly_swap:
3421 \c     %push mycontext             ; save the current context
3422 \c     %stacksize small            ; tell NASM to use bp
3423 \c     %assign %$localsize 0       ; see text for explanation
3424 \c     %local old_ax:word, old_dx:word
3426 \c         enter   %$localsize,0   ; see text for explanation
3427 \c         mov     [old_ax],ax     ; swap ax & bx
3428 \c         mov     [old_dx],dx     ; and swap dx & cx
3429 \c         mov     ax,bx
3430 \c         mov     dx,cx
3431 \c         mov     bx,[old_ax]
3432 \c         mov     cx,[old_dx]
3433 \c         leave                   ; restore old bp
3434 \c         ret                     ;
3436 \c     %pop                        ; restore original context
3438 The \c{%$localsize} variable is used internally by the
3439 \c{%local} directive and \e{must} be defined within the
3440 current context before the \c{%local} directive may be used.
3441 Failure to do so will result in one expression syntax error for
3442 each \c{%local} variable declared. It then may be used in
3443 the construction of an appropriately sized ENTER instruction
3444 as shown in the example.
3447 \H{pperror} Reporting \i{User-Defined Errors}: \i\c{%error} and \i\c{%warning}
3449 The preprocessor directive \c{%error} will cause NASM to report an
3450 error if it occurs in assembled code. So if other users are going to
3451 try to assemble your source files, you can ensure that they define the
3452 right macros by means of code like this:
3454 \c %ifdef F1
3455 \c     ; do some setup
3456 \c %elifdef F2
3457 \c     ; do some different setup
3458 \c %else
3459 \c     %error "Neither F1 nor F2 was defined."
3460 \c %endif
3462 Then any user who fails to understand the way your code is supposed
3463 to be assembled will be quickly warned of their mistake, rather than
3464 having to wait until the program crashes on being run and then not
3465 knowing what went wrong.
3467 Similarly, \c{%warning} issues a warning, but allows assembly to continue:
3469 \c %ifdef F1
3470 \c     ; do some setup
3471 \c %elifdef F2
3472 \c     ; do some different setup
3473 \c %else
3474 \c     %warning "Neither F1 nor F2 was defined, assuming F1."
3475 \c     %define F1
3476 \c %endif
3478 It is optional for the message string after \c{%error} or \c{%warning}
3479 to be quoted.
3482 \H{otherpreproc} \i{Other Preprocessor Directives}
3484 NASM also has preprocessor directives which allow access to
3485 information from external sources. Currently they include:
3487 The following preprocessor directive is supported to allow NASM to
3488 correctly handle output of the cpp C language preprocessor.
3490 \b\c{%line} enables NASM to correctly handle the output of the cpp
3491 C language preprocessor (see \k{line}).
3493 \b\c{%!} enables NASM to read in the value of an environment variable,
3494 which can then be used in your program (see \k{getenv}).
3496 \S{line} \i\c{%line} Directive
3498 The \c{%line} directive is used to notify NASM that the input line
3499 corresponds to a specific line number in another file.  Typically
3500 this other file would be an original source file, with the current
3501 NASM input being the output of a pre-processor.  The \c{%line}
3502 directive allows NASM to output messages which indicate the line
3503 number of the original source file, instead of the file that is being
3504 read by NASM.
3506 This preprocessor directive is not generally of use to programmers,
3507 by may be of interest to preprocessor authors.  The usage of the
3508 \c{%line} preprocessor directive is as follows:
3510 \c %line nnn[+mmm] [filename]
3512 In this directive, \c{nnn} identifies the line of the original source
3513 file which this line corresponds to.  \c{mmm} is an optional parameter
3514 which specifies a line increment value; each line of the input file
3515 read in is considered to correspond to \c{mmm} lines of the original
3516 source file.  Finally, \c{filename} is an optional parameter which
3517 specifies the file name of the original source file.
3519 After reading a \c{%line} preprocessor directive, NASM will report
3520 all file name and line numbers relative to the values specified
3521 therein.
3524 \S{getenv} \i\c{%!}\c{<env>}: Read an environment variable.
3526 The \c{%!<env>} directive makes it possible to read the value of an
3527 environment variable at assembly time. This could, for example, be used
3528 to store the contents of an environment variable into a string, which
3529 could be used at some other point in your code.
3531 For example, suppose that you have an environment variable \c{FOO}, and
3532 you want the contents of \c{FOO} to be embedded in your program. You
3533 could do that as follows:
3535 \c %defstr FOO    %!FOO
3537 See \k{defstr} for notes on the \c{%defstr} directive.
3540 \H{stdmac} \i{Standard Macros}
3542 NASM defines a set of standard macros, which are already defined
3543 when it starts to process any source file. If you really need a
3544 program to be assembled with no pre-defined macros, you can use the
3545 \i\c{%clear} directive to empty the preprocessor of everything but
3546 context-local preprocessor variables and single-line macros.
3548 Most \i{user-level assembler directives} (see \k{directive}) are
3549 implemented as macros which invoke primitive directives; these are
3550 described in \k{directive}. The rest of the standard macro set is
3551 described here.
3554 \S{stdmacver} \i{NASM Version} Macros
3556 The single-line macros \i\c{__NASM_MAJOR__}, \i\c{__NASM_MINOR__},
3557 \i\c{__NASM_SUBMINOR__} and \i\c{___NASM_PATCHLEVEL__} expand to the
3558 major, minor, subminor and patch level parts of the \i{version
3559 number of NASM} being used. So, under NASM 0.98.32p1 for
3560 example, \c{__NASM_MAJOR__} would be defined to be 0, \c{__NASM_MINOR__}
3561 would be defined as 98, \c{__NASM_SUBMINOR__} would be defined to 32,
3562 and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} would be defined as 1.
3564 Additionally, the macro \i\c{__NASM_SNAPSHOT__} is defined for
3565 automatically generated snapshot releases \e{only}.
3568 \S{stdmacverid} \i\c{__NASM_VERSION_ID__}: \i{NASM Version ID}
3570 The single-line macro \c{__NASM_VERSION_ID__} expands to a dword integer
3571 representing the full version number of the version of nasm being used.
3572 The value is the equivalent to \c{__NASM_MAJOR__}, \c{__NASM_MINOR__},
3573 \c{__NASM_SUBMINOR__} and \c{___NASM_PATCHLEVEL__} concatenated to
3574 produce a single doubleword. Hence, for 0.98.32p1, the returned number
3575 would be equivalent to:
3577 \c         dd      0x00622001
3581 \c         db      1,32,98,0
3583 Note that the above lines are generate exactly the same code, the second
3584 line is used just to give an indication of the order that the separate
3585 values will be present in memory.
3588 \S{stdmacverstr} \i\c{__NASM_VER__}: \i{NASM Version string}
3590 The single-line macro \c{__NASM_VER__} expands to a string which defines
3591 the version number of nasm being used. So, under NASM 0.98.32 for example,
3593 \c         db      __NASM_VER__
3595 would expand to
3597 \c         db      "0.98.32"
3600 \S{fileline} \i\c{__FILE__} and \i\c{__LINE__}: File Name and Line Number
3602 Like the C preprocessor, NASM allows the user to find out the file
3603 name and line number containing the current instruction. The macro
3604 \c{__FILE__} expands to a string constant giving the name of the
3605 current input file (which may change through the course of assembly
3606 if \c{%include} directives are used), and \c{__LINE__} expands to a
3607 numeric constant giving the current line number in the input file.
3609 These macros could be used, for example, to communicate debugging
3610 information to a macro, since invoking \c{__LINE__} inside a macro
3611 definition (either single-line or multi-line) will return the line
3612 number of the macro \e{call}, rather than \e{definition}. So to
3613 determine where in a piece of code a crash is occurring, for
3614 example, one could write a routine \c{stillhere}, which is passed a
3615 line number in \c{EAX} and outputs something like `line 155: still
3616 here'. You could then write a macro
3618 \c %macro  notdeadyet 0
3620 \c         push    eax
3621 \c         mov     eax,__LINE__
3622 \c         call    stillhere
3623 \c         pop     eax
3625 \c %endmacro
3627 and then pepper your code with calls to \c{notdeadyet} until you
3628 find the crash point.
3631 \S{bitsm} \i\c{__BITS__}: Current BITS Mode
3633 The \c{__BITS__} standard macro is updated every time that the BITS mode is
3634 set using the \c{BITS XX} or \c{[BITS XX]} directive, where XX is a valid mode
3635 number of 16, 32 or 64. \c{__BITS__} receives the specified mode number and
3636 makes it globally available. This can be very useful for those who utilize
3637 mode-dependent macros.
3639 \S{ofmtm} \i\c{__OUTPUT_FORMAT__}: Current Output Format
3641 The \c{__OUTPUT_FORMAT__} standard macro holds the current Output Format,
3642 as given by the \c{-f} option or NASM's default. Type \c{nasm -hf} for a
3643 list.
3645 \c %ifidn __OUTPUT_FORMAT__, win32
3646 \c  %define NEWLINE 13, 10
3647 \c %elifidn __OUTPUT_FORMAT__, elf32
3648 \c  %define NEWLINE 10
3649 \c %endif
3652 \S{datetime} Assembly Date and Time Macros
3654 NASM provides a variety of macros that represent the timestamp of the
3655 assembly session.
3657 \b The \i\c{__DATE__} and \i\c{__TIME__} macros give the assembly date and
3658 time as strings, in ISO 8601 format (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"},
3659 respectively.)
3661 \b The \i\c{__DATE_NUM__} and \i\c{__TIME_NUM__} macros give the assembly
3662 date and time in numeric form; in the format \c{YYYYMMDD} and
3663 \c{HHMMSS} respectively.
3665 \b The \i\c{__UTC_DATE__} and \i\c{__UTC_TIME__} macros give the assembly
3666 date and time in universal time (UTC) as strings, in ISO 8601 format
3667 (\c{"YYYY-MM-DD"} and \c{"HH:MM:SS"}, respectively.)  If the host
3668 platform doesn't provide UTC time, these macros are undefined.
3670 \b The \i\c{__UTC_DATE_NUM__} and \i\c{__UTC_TIME_NUM__} macros give the
3671 assembly date and time universal time (UTC) in numeric form; in the
3672 format \c{YYYYMMDD} and \c{HHMMSS} respectively.  If the
3673 host platform doesn't provide UTC time, these macros are
3674 undefined.
3676 \b The \c{__POSIX_TIME__} macro is defined as a number containing the
3677 number of seconds since the POSIX epoch, 1 January 1970 00:00:00 UTC;
3678 excluding any leap seconds.  This is computed using UTC time if
3679 available on the host platform, otherwise it is computed using the
3680 local time as if it was UTC.
3682 All instances of time and date macros in the same assembly session
3683 produce consistent output.  For example, in an assembly session
3684 started at 42 seconds after midnight on January 1, 2010 in Moscow
3685 (timezone UTC+3) these macros would have the following values,
3686 assuming, of course, a properly configured environment with a correct
3687 clock:
3689 \c __DATE__             "2010-01-01"
3690 \c __TIME__             "00:00:42"
3691 \c __DATE_NUM__         20100101
3692 \c __TIME_NUM__         000042
3693 \c __UTC_DATE__         "2009-12-31"
3694 \c __UTC_TIME__         "21:00:42"
3695 \c __UTC_DATE_NUM__     20091231
3696 \c __UTC_TIME_NUM__     210042
3697 \c __POSIX_TIME__       1262293242
3700 \S{use_def} \I\c{__USE_*__}\c{__USE_}\e{package}\c{__}: Package
3701 Include Test
3703 When a standard macro package is included with the \c{%use} directive
3704 (see \k{use}), a single-line macro of the form
3705 \c{__USE_}\e{package}\c{__} is automatically defined.  This allows
3706 testing if a particular package is invoked or not.
3708 For example, if the \c{altreg} package is included (see
3709 \k{pkg_altreg}), then the macro \c{__USE_ALTREG__} is defined.
3712 \S{struc} \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC}: \i{Declaring Structure} Data Types
3714 The core of NASM contains no intrinsic means of defining data
3715 structures; instead, the preprocessor is sufficiently powerful that
3716 data structures can be implemented as a set of macros. The macros
3717 \c{STRUC} and \c{ENDSTRUC} are used to define a structure data type.
3719 \c{STRUC} takes one parameter, which is the name of the data type.
3720 This name is defined as a symbol with the value zero, and also has
3721 the suffix \c{_size} appended to it and is then defined as an
3722 \c{EQU} giving the size of the structure. Once \c{STRUC} has been
3723 issued, you are defining the structure, and should define fields
3724 using the \c{RESB} family of pseudo-instructions, and then invoke
3725 \c{ENDSTRUC} to finish the definition.
3727 For example, to define a structure called \c{mytype} containing a
3728 longword, a word, a byte and a string of bytes, you might code
3730 \c struc   mytype
3732 \c   mt_long:      resd    1
3733 \c   mt_word:      resw    1
3734 \c   mt_byte:      resb    1
3735 \c   mt_str:       resb    32
3737 \c endstruc
3739 The above code defines six symbols: \c{mt_long} as 0 (the offset
3740 from the beginning of a \c{mytype} structure to the longword field),
3741 \c{mt_word} as 4, \c{mt_byte} as 6, \c{mt_str} as 7, \c{mytype_size}
3742 as 39, and \c{mytype} itself as zero.
3744 The reason why the structure type name is defined at zero is a side
3745 effect of allowing structures to work with the local label
3746 mechanism: if your structure members tend to have the same names in
3747 more than one structure, you can define the above structure like this:
3749 \c struc mytype
3751 \c   .long:        resd    1
3752 \c   .word:        resw    1
3753 \c   .byte:        resb    1
3754 \c   .str:         resb    32
3756 \c endstruc
3758 This defines the offsets to the structure fields as \c{mytype.long},
3759 \c{mytype.word}, \c{mytype.byte} and \c{mytype.str}.
3761 NASM, since it has no \e{intrinsic} structure support, does not
3762 support any form of period notation to refer to the elements of a
3763 structure once you have one (except the above local-label notation),
3764 so code such as \c{mov ax,[mystruc.mt_word]} is not valid.
3765 \c{mt_word} is a constant just like any other constant, so the
3766 correct syntax is \c{mov ax,[mystruc+mt_word]} or \c{mov
3767 ax,[mystruc+mytype.word]}.
3770 \S{istruc} \i\c{ISTRUC}, \i\c{AT} and \i\c{IEND}: Declaring
3771 \i{Instances of Structures}
3773 Having defined a structure type, the next thing you typically want
3774 to do is to declare instances of that structure in your data
3775 segment. NASM provides an easy way to do this in the \c{ISTRUC}
3776 mechanism. To declare a structure of type \c{mytype} in a program,
3777 you code something like this:
3779 \c mystruc:
3780 \c     istruc mytype
3782 \c         at mt_long, dd      123456
3783 \c         at mt_word, dw      1024
3784 \c         at mt_byte, db      'x'
3785 \c         at mt_str,  db      'hello, world', 13, 10, 0
3787 \c     iend
3789 The function of the \c{AT} macro is to make use of the \c{TIMES}
3790 prefix to advance the assembly position to the correct point for the
3791 specified structure field, and then to declare the specified data.
3792 Therefore the structure fields must be declared in the same order as
3793 they were specified in the structure definition.
3795 If the data to go in a structure field requires more than one source
3796 line to specify, the remaining source lines can easily come after
3797 the \c{AT} line. For example:
3799 \c         at mt_str,  db      123,134,145,156,167,178,189
3800 \c                     db      190,100,0
3802 Depending on personal taste, you can also omit the code part of the
3803 \c{AT} line completely, and start the structure field on the next
3804 line:
3806 \c         at mt_str
3807 \c                 db      'hello, world'
3808 \c                 db      13,10,0
3811 \S{align} \i\c{ALIGN} and \i\c{ALIGNB}: Data Alignment
3813 The \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros provides a convenient way to
3814 align code or data on a word, longword, paragraph or other boundary.
3815 (Some assemblers call this directive \i\c{EVEN}.) The syntax of the
3816 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} macros is
3818 \c         align   4               ; align on 4-byte boundary
3819 \c         align   16              ; align on 16-byte boundary
3820 \c         align   8,db 0          ; pad with 0s rather than NOPs
3821 \c         align   4,resb 1        ; align to 4 in the BSS
3822 \c         alignb  4               ; equivalent to previous line
3824 Both macros require their first argument to be a power of two; they
3825 both compute the number of additional bytes required to bring the
3826 length of the current section up to a multiple of that power of two,
3827 and then apply the \c{TIMES} prefix to their second argument to
3828 perform the alignment.
3830 If the second argument is not specified, the default for \c{ALIGN}
3831 is \c{NOP}, and the default for \c{ALIGNB} is \c{RESB 1}. So if the
3832 second argument is specified, the two macros are equivalent.
3833 Normally, you can just use \c{ALIGN} in code and data sections and
3834 \c{ALIGNB} in BSS sections, and never need the second argument
3835 except for special purposes.
3837 \c{ALIGN} and \c{ALIGNB}, being simple macros, perform no error
3838 checking: they cannot warn you if their first argument fails to be a
3839 power of two, or if their second argument generates more than one
3840 byte of code. In each of these cases they will silently do the wrong
3841 thing.
3843 \c{ALIGNB} (or \c{ALIGN} with a second argument of \c{RESB 1}) can
3844 be used within structure definitions:
3846 \c struc mytype2
3848 \c   mt_byte:
3849 \c         resb 1
3850 \c         alignb 2
3851 \c   mt_word:
3852 \c         resw 1
3853 \c         alignb 4
3854 \c   mt_long:
3855 \c         resd 1
3856 \c   mt_str:
3857 \c         resb 32
3859 \c endstruc
3861 This will ensure that the structure members are sensibly aligned
3862 relative to the base of the structure.
3864 A final caveat: \c{ALIGN} and \c{ALIGNB} work relative to the
3865 beginning of the \e{section}, not the beginning of the address space
3866 in the final executable. Aligning to a 16-byte boundary when the
3867 section you're in is only guaranteed to be aligned to a 4-byte
3868 boundary, for example, is a waste of effort. Again, NASM does not
3869 check that the section's alignment characteristics are sensible for
3870 the use of \c{ALIGN} or \c{ALIGNB}.
3872 See also the \c{smartalign} standard macro package, \k{pkg_smartalign}.
3875 \C{macropkg} \i{Standard Macro Packages}
3877 The \i\c{%use} directive (see \k{use}) includes one of the standard
3878 macro packages included with the NASM distribution and compiled into
3879 the NASM binary.  It operates like the \c{%include} directive (see
3880 \k{include}), but the included contents is provided by NASM itself.
3882 The names of standard macro packages are case insensitive, and can be
3883 quoted or not.
3886 \H{pkg_altreg} \i\c{altreg}: \i{Alternate Register Names}
3888 The \c{altreg} standard macro package provides alternate register
3889 names.  It provides numeric register names for all registers (not just
3890 \c{R8}-\c{R15}), the Intel-defined aliases \c{R8L}-\c{R15L} for the
3891 low bytes of register (as opposed to the NASM/AMD standard names
3892 \c{R8B}-\c{R15B}), and the names \c{R0H}-\c{R3H} (by analogy with
3893 \c{R0L}-\c{R3L}) for \c{AH}, \c{CH}, \c{DH}, and \c{BH}.
3895 Example use:
3897 \c %use altreg
3899 \c proc:
3900 \c       mov r0l,r3h                    ; mov al,bh
3901 \c       ret
3903 See also \k{reg64}.
3906 \H{pkg_smartalign} \i\c{smartalign}\I{align, smart}: Smart \c{ALIGN} Macro
3908 The \c{smartalign} standard macro package provides for an \i\c{ALIGN}
3909 macro which is more powerful than the default (and
3910 backwards-compatible) one (see \k{align}).  When the \c{smartalign}
3911 package is enabled, when \c{ALIGN} is used without a second argument,
3912 NASM will generate a sequence of instructions more efficient than a
3913 series of \c{NOP}.  Furthermore, if the padding exceeds a specific
3914 threshold, then NASM will generate a jump over the entire padding
3915 sequence.
3917 The specific instructions generated can be controlled with the
3918 new \i\c{ALIGNMODE} macro.  This macro takes two parameters: one mode,
3919 and an optional jump threshold override.  The modes are as
3920 follows:
3922 \b \c{generic}: Works on all x86 CPUs and should have reasonable
3923 performance.  The default jump threshold is 8.  This is the
3924 default.
3926 \b \c{nop}: Pad out with \c{NOP} instructions.  The only difference
3927 compared to the standard \c{ALIGN} macro is that NASM can still jump
3928 over a large padding area.  The default jump threshold is 16.
3930 \b \c{k7}: Optimize for the AMD K7 (Athlon/Althon XP).  These
3931 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
3932 threshold is 16.
3934 \b \c{k8}: Optimize for the AMD K8 (Opteron/Althon 64).  These
3935 instructions should still work on all x86 CPUs.  The default jump
3936 threshold is 16.
3938 \b \c{p6}: Optimize for Intel CPUs.  This uses the long \c{NOP}
3939 instructions first introduced in Pentium Pro.  This is incompatible
3940 with all CPUs of family 5 or lower, as well as some VIA CPUs and
3941 several virtualization solutions.  The default jump threshold is 16.
3943 The macro \i\c{__ALIGNMODE__} is defined to contain the current
3944 alignment mode.  A number of other macros beginning with \c{__ALIGN_}
3945 are used internally by this macro package.
3948 \C{directive} \i{Assembler Directives}
3950 NASM, though it attempts to avoid the bureaucracy of assemblers like
3951 MASM and TASM, is nevertheless forced to support a \e{few}
3952 directives. These are described in this chapter.
3954 NASM's directives come in two types: \I{user-level
3955 directives}\e{user-level} directives and \I{primitive
3956 directives}\e{primitive} directives. Typically, each directive has a
3957 user-level form and a primitive form. In almost all cases, we
3958 recommend that users use the user-level forms of the directives,
3959 which are implemented as macros which call the primitive forms.
3961 Primitive directives are enclosed in square brackets; user-level
3962 directives are not.
3964 In addition to the universal directives described in this chapter,
3965 each object file format can optionally supply extra directives in
3966 order to control particular features of that file format. These
3967 \I{format-specific directives}\e{format-specific} directives are
3968 documented along with the formats that implement them, in \k{outfmt}.
3971 \H{bits} \i\c{BITS}: Specifying Target \i{Processor Mode}
3973 The \c{BITS} directive specifies whether NASM should generate code
3974 \I{16-bit mode, versus 32-bit mode}designed to run on a processor
3975 operating in 16-bit mode, 32-bit mode or 64-bit mode. The syntax is
3976 \c{BITS XX}, where XX is 16, 32 or 64.
3978 In most cases, you should not need to use \c{BITS} explicitly. The
3979 \c{aout}, \c{coff}, \c{elf}, \c{macho}, \c{win32} and \c{win64}
3980 object formats, which are designed for use in 32-bit or 64-bit
3981 operating systems, all cause NASM to select 32-bit or 64-bit mode,
3982 respectively, by default. The \c{obj} object format allows you
3983 to specify each segment you define as either \c{USE16} or \c{USE32},
3984 and NASM will set its operating mode accordingly, so the use of the
3985 \c{BITS} directive is once again unnecessary.
3987 The most likely reason for using the \c{BITS} directive is to write
3988 32-bit or 64-bit code in a flat binary file; this is because the \c{bin}
3989 output format defaults to 16-bit mode in anticipation of it being
3990 used most frequently to write DOS \c{.COM} programs, DOS \c{.SYS}
3991 device drivers and boot loader software.
3993 You do \e{not} need to specify \c{BITS 32} merely in order to use
3994 32-bit instructions in a 16-bit DOS program; if you do, the
3995 assembler will generate incorrect code because it will be writing
3996 code targeted at a 32-bit platform, to be run on a 16-bit one.
3998 When NASM is in \c{BITS 16} mode, instructions which use 32-bit
3999 data are prefixed with an 0x66 byte, and those referring to 32-bit
4000 addresses have an 0x67 prefix. In \c{BITS 32} mode, the reverse is
4001 true: 32-bit instructions require no prefixes, whereas instructions
4002 using 16-bit data need an 0x66 and those working on 16-bit addresses
4003 need an 0x67.
4005 When NASM is in \c{BITS 64} mode, most instructions operate the same
4006 as they do for \c{BITS 32} mode. However, there are 8 more general and
4007 SSE registers, and 16-bit addressing is no longer supported.
4009 The default address size is 64 bits; 32-bit addressing can be selected
4010 with the 0x67 prefix.  The default operand size is still 32 bits,
4011 however, and the 0x66 prefix selects 16-bit operand size.  The \c{REX}
4012 prefix is used both to select 64-bit operand size, and to access the
4013 new registers. NASM automatically inserts REX prefixes when
4014 necessary.
4016 When the \c{REX} prefix is used, the processor does not know how to
4017 address the AH, BH, CH or DH (high 8-bit legacy) registers. Instead,
4018 it is possible to access the the low 8-bits of the SP, BP SI and DI
4019 registers as SPL, BPL, SIL and DIL, respectively; but only when the
4020 REX prefix is used.
4022 The \c{BITS} directive has an exactly equivalent primitive form,
4023 \c{[BITS 16]}, \c{[BITS 32]} and \c{[BITS 64]}. The user-level form is
4024 a macro which has no function other than to call the primitive form.
4026 Note that the space is neccessary, e.g. \c{BITS32} will \e{not} work!
4028 \S{USE16 & USE32} \i\c{USE16} & \i\c{USE32}: Aliases for BITS
4030 The `\c{USE16}' and `\c{USE32}' directives can be used in place of
4031 `\c{BITS 16}' and `\c{BITS 32}', for compatibility with other assemblers.
4034 \H{default} \i\c{DEFAULT}: Change the assembler defaults
4036 The \c{DEFAULT} directive changes the assembler defaults.  Normally,
4037 NASM defaults to a mode where the programmer is expected to explicitly
4038 specify most features directly.  However, this is occationally
4039 obnoxious, as the explicit form is pretty much the only one one wishes
4040 to use.
4042 Currently, the only \c{DEFAULT} that is settable is whether or not
4043 registerless instructions in 64-bit mode are \c{RIP}-relative or not.
4044 By default, they are absolute unless overridden with the \i\c{REL}
4045 specifier (see \k{effaddr}).  However, if \c{DEFAULT REL} is
4046 specified, \c{REL} is default, unless overridden with the \c{ABS}
4047 specifier, \e{except when used with an FS or GS segment override}.
4049 The special handling of \c{FS} and \c{GS} overrides are due to the
4050 fact that these registers are generally used as thread pointers or
4051 other special functions in 64-bit mode, and generating
4052 \c{RIP}-relative addresses would be extremely confusing.
4054 \c{DEFAULT REL} is disabled with \c{DEFAULT ABS}.
4056 \H{section} \i\c{SECTION} or \i\c{SEGMENT}: Changing and \i{Defining
4057 Sections}
4059 \I{changing sections}\I{switching between sections}The \c{SECTION}
4060 directive (\c{SEGMENT} is an exactly equivalent synonym) changes
4061 which section of the output file the code you write will be
4062 assembled into. In some object file formats, the number and names of
4063 sections are fixed; in others, the user may make up as many as they
4064 wish. Hence \c{SECTION} may sometimes give an error message, or may
4065 define a new section, if you try to switch to a section that does
4066 not (yet) exist.
4068 The Unix object formats, and the \c{bin} object format (but see
4069 \k{multisec}, all support
4070 the \i{standardized section names} \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}
4071 for the code, data and uninitialized-data sections. The \c{obj}
4072 format, by contrast, does not recognize these section names as being
4073 special, and indeed will strip off the leading period of any section
4074 name that has one.
4077 \S{sectmac} The \i\c{__SECT__} Macro
4079 The \c{SECTION} directive is unusual in that its user-level form
4080 functions differently from its primitive form. The primitive form,
4081 \c{[SECTION xyz]}, simply switches the current target section to the
4082 one given. The user-level form, \c{SECTION xyz}, however, first
4083 defines the single-line macro \c{__SECT__} to be the primitive
4084 \c{[SECTION]} directive which it is about to issue, and then issues
4085 it. So the user-level directive
4087 \c         SECTION .text
4089 expands to the two lines
4091 \c %define __SECT__        [SECTION .text]
4092 \c         [SECTION .text]
4094 Users may find it useful to make use of this in their own macros.
4095 For example, the \c{writefile} macro defined in \k{mlmacgre} can be
4096 usefully rewritten in the following more sophisticated form:
4098 \c %macro  writefile 2+
4100 \c         [section .data]
4102 \c   %%str:        db      %2
4103 \c   %%endstr:
4105 \c         __SECT__
4107 \c         mov     dx,%%str
4108 \c         mov     cx,%%endstr-%%str
4109 \c         mov     bx,%1
4110 \c         mov     ah,0x40
4111 \c         int     0x21
4113 \c %endmacro
4115 This form of the macro, once passed a string to output, first
4116 switches temporarily to the data section of the file, using the
4117 primitive form of the \c{SECTION} directive so as not to modify
4118 \c{__SECT__}. It then declares its string in the data section, and
4119 then invokes \c{__SECT__} to switch back to \e{whichever} section
4120 the user was previously working in. It thus avoids the need, in the
4121 previous version of the macro, to include a \c{JMP} instruction to
4122 jump over the data, and also does not fail if, in a complicated
4123 \c{OBJ} format module, the user could potentially be assembling the
4124 code in any of several separate code sections.
4127 \H{absolute} \i\c{ABSOLUTE}: Defining Absolute Labels
4129 The \c{ABSOLUTE} directive can be thought of as an alternative form
4130 of \c{SECTION}: it causes the subsequent code to be directed at no
4131 physical section, but at the hypothetical section starting at the
4132 given absolute address. The only instructions you can use in this
4133 mode are the \c{RESB} family.
4135 \c{ABSOLUTE} is used as follows:
4137 \c absolute 0x1A
4139 \c     kbuf_chr    resw    1
4140 \c     kbuf_free   resw    1
4141 \c     kbuf        resw    16
4143 This example describes a section of the PC BIOS data area, at
4144 segment address 0x40: the above code defines \c{kbuf_chr} to be
4145 0x1A, \c{kbuf_free} to be 0x1C, and \c{kbuf} to be 0x1E.
4147 The user-level form of \c{ABSOLUTE}, like that of \c{SECTION},
4148 redefines the \i\c{__SECT__} macro when it is invoked.
4150 \i\c{STRUC} and \i\c{ENDSTRUC} are defined as macros which use
4151 \c{ABSOLUTE} (and also \c{__SECT__}).
4153 \c{ABSOLUTE} doesn't have to take an absolute constant as an
4154 argument: it can take an expression (actually, a \i{critical
4155 expression}: see \k{crit}) and it can be a value in a segment. For
4156 example, a TSR can re-use its setup code as run-time BSS like this:
4158 \c         org     100h               ; it's a .COM program
4160 \c         jmp     setup              ; setup code comes last
4162 \c         ; the resident part of the TSR goes here
4163 \c setup:
4164 \c         ; now write the code that installs the TSR here
4166 \c absolute setup
4168 \c runtimevar1     resw    1
4169 \c runtimevar2     resd    20
4171 \c tsr_end:
4173 This defines some variables `on top of' the setup code, so that
4174 after the setup has finished running, the space it took up can be
4175 re-used as data storage for the running TSR. The symbol `tsr_end'
4176 can be used to calculate the total size of the part of the TSR that
4177 needs to be made resident.
4180 \H{extern} \i\c{EXTERN}: \i{Importing Symbols} from Other Modules
4182 \c{EXTERN} is similar to the MASM directive \c{EXTRN} and the C
4183 keyword \c{extern}: it is used to declare a symbol which is not
4184 defined anywhere in the module being assembled, but is assumed to be
4185 defined in some other module and needs to be referred to by this
4186 one. Not every object-file format can support external variables:
4187 the \c{bin} format cannot.
4189 The \c{EXTERN} directive takes as many arguments as you like. Each
4190 argument is the name of a symbol:
4192 \c extern  _printf
4193 \c extern  _sscanf,_fscanf
4195 Some object-file formats provide extra features to the \c{EXTERN}
4196 directive. In all cases, the extra features are used by suffixing a
4197 colon to the symbol name followed by object-format specific text.
4198 For example, the \c{obj} format allows you to declare that the
4199 default segment base of an external should be the group \c{dgroup}
4200 by means of the directive
4202 \c extern  _variable:wrt dgroup
4204 The primitive form of \c{EXTERN} differs from the user-level form
4205 only in that it can take only one argument at a time: the support
4206 for multiple arguments is implemented at the preprocessor level.
4208 You can declare the same variable as \c{EXTERN} more than once: NASM
4209 will quietly ignore the second and later redeclarations. You can't
4210 declare a variable as \c{EXTERN} as well as something else, though.
4213 \H{global} \i\c{GLOBAL}: \i{Exporting Symbols} to Other Modules
4215 \c{GLOBAL} is the other end of \c{EXTERN}: if one module declares a
4216 symbol as \c{EXTERN} and refers to it, then in order to prevent
4217 linker errors, some other module must actually \e{define} the
4218 symbol and declare it as \c{GLOBAL}. Some assemblers use the name
4219 \i\c{PUBLIC} for this purpose.
4221 The \c{GLOBAL} directive applying to a symbol must appear \e{before}
4222 the definition of the symbol.
4224 \c{GLOBAL} uses the same syntax as \c{EXTERN}, except that it must
4225 refer to symbols which \e{are} defined in the same module as the
4226 \c{GLOBAL} directive. For example:
4228 \c global _main
4229 \c _main:
4230 \c         ; some code
4232 \c{GLOBAL}, like \c{EXTERN}, allows object formats to define private
4233 extensions by means of a colon. The \c{elf} object format, for
4234 example, lets you specify whether global data items are functions or
4235 data:
4237 \c global  hashlookup:function, hashtable:data
4239 Like \c{EXTERN}, the primitive form of \c{GLOBAL} differs from the
4240 user-level form only in that it can take only one argument at a
4241 time.
4244 \H{common} \i\c{COMMON}: Defining Common Data Areas
4246 The \c{COMMON} directive is used to declare \i\e{common variables}.
4247 A common variable is much like a global variable declared in the
4248 uninitialized data section, so that
4250 \c common  intvar  4
4252 is similar in function to
4254 \c global  intvar
4255 \c section .bss
4257 \c intvar  resd    1
4259 The difference is that if more than one module defines the same
4260 common variable, then at link time those variables will be
4261 \e{merged}, and references to \c{intvar} in all modules will point
4262 at the same piece of memory.
4264 Like \c{GLOBAL} and \c{EXTERN}, \c{COMMON} supports object-format
4265 specific extensions. For example, the \c{obj} format allows common
4266 variables to be NEAR or FAR, and the \c{elf} format allows you to
4267 specify the alignment requirements of a common variable:
4269 \c common  commvar  4:near  ; works in OBJ
4270 \c common  intarray 100:4   ; works in ELF: 4 byte aligned
4272 Once again, like \c{EXTERN} and \c{GLOBAL}, the primitive form of
4273 \c{COMMON} differs from the user-level form only in that it can take
4274 only one argument at a time.
4277 \H{CPU} \i\c{CPU}: Defining CPU Dependencies
4279 The \i\c{CPU} directive restricts assembly to those instructions which
4280 are available on the specified CPU.
4282 Options are:
4284 \b\c{CPU 8086}          Assemble only 8086 instruction set
4286 \b\c{CPU 186}           Assemble instructions up to the 80186 instruction set
4288 \b\c{CPU 286}           Assemble instructions up to the 286 instruction set
4290 \b\c{CPU 386}           Assemble instructions up to the 386 instruction set
4292 \b\c{CPU 486}           486 instruction set
4294 \b\c{CPU 586}           Pentium instruction set
4296 \b\c{CPU PENTIUM}       Same as 586
4298 \b\c{CPU 686}           P6 instruction set
4300 \b\c{CPU PPRO}          Same as 686
4302 \b\c{CPU P2}            Same as 686
4304 \b\c{CPU P3}            Pentium III (Katmai) instruction sets
4306 \b\c{CPU KATMAI}        Same as P3
4308 \b\c{CPU P4}            Pentium 4 (Willamette) instruction set
4310 \b\c{CPU WILLAMETTE}    Same as P4
4312 \b\c{CPU PRESCOTT}      Prescott instruction set
4314 \b\c{CPU X64}           x86-64 (x64/AMD64/Intel 64) instruction set
4316 \b\c{CPU IA64}          IA64 CPU (in x86 mode) instruction set
4318 All options are case insensitive.  All instructions will be selected
4319 only if they apply to the selected CPU or lower.  By default, all
4320 instructions are available.
4323 \H{FLOAT} \i\c{FLOAT}: Handling of \I{floating-point, constants}floating-point constants
4325 By default, floating-point constants are rounded to nearest, and IEEE
4326 denormals are supported.  The following options can be set to alter
4327 this behaviour:
4329 \b\c{FLOAT DAZ}         Flush denormals to zero
4331 \b\c{FLOAT NODAZ}       Do not flush denormals to zero (default)
4333 \b\c{FLOAT NEAR}        Round to nearest (default)
4335 \b\c{FLOAT UP}          Round up (toward +Infinity)
4337 \b\c{FLOAT DOWN}        Round down (toward -Infinity)
4339 \b\c{FLOAT ZERO}        Round toward zero
4341 \b\c{FLOAT DEFAULT}     Restore default settings
4343 The standard macros \i\c{__FLOAT_DAZ__}, \i\c{__FLOAT_ROUND__}, and
4344 \i\c{__FLOAT__} contain the current state, as long as the programmer
4345 has avoided the use of the brackeded primitive form, (\c{[FLOAT]}).
4347 \c{__FLOAT__} contains the full set of floating-point settings; this
4348 value can be saved away and invoked later to restore the setting.
4351 \C{outfmt} \i{Output Formats}
4353 NASM is a portable assembler, designed to be able to compile on any
4354 ANSI C-supporting platform and produce output to run on a variety of
4355 Intel x86 operating systems. For this reason, it has a large number
4356 of available output formats, selected using the \i\c{-f} option on
4357 the NASM \i{command line}. Each of these formats, along with its
4358 extensions to the base NASM syntax, is detailed in this chapter.
4360 As stated in \k{opt-o}, NASM chooses a \i{default name} for your
4361 output file based on the input file name and the chosen output
4362 format. This will be generated by removing the \i{extension}
4363 (\c{.asm}, \c{.s}, or whatever you like to use) from the input file
4364 name, and substituting an extension defined by the output format.
4365 The extensions are given with each format below.
4368 \H{binfmt} \i\c{bin}: \i{Flat-Form Binary}\I{pure binary} Output
4370 The \c{bin} format does not produce object files: it generates
4371 nothing in the output file except the code you wrote. Such `pure
4372 binary' files are used by \i{MS-DOS}: \i\c{.COM} executables and
4373 \i\c{.SYS} device drivers are pure binary files. Pure binary output
4374 is also useful for \i{operating system} and \i{boot loader}
4375 development.
4377 The \c{bin} format supports \i{multiple section names}. For details of
4378 how nasm handles sections in the \c{bin} format, see \k{multisec}.
4380 Using the \c{bin} format puts NASM by default into 16-bit mode (see
4381 \k{bits}). In order to use \c{bin} to write 32-bit or 64-bit code,
4382 such as an OS kernel, you need to explicitly issue the \I\c{BITS}\c{BITS 32}
4383 or \I\c{BITS}\c{BITS 64} directive.
4385 \c{bin} has no default output file name extension: instead, it
4386 leaves your file name as it is once the original extension has been
4387 removed. Thus, the default is for NASM to assemble \c{binprog.asm}
4388 into a binary file called \c{binprog}.
4391 \S{org} \i\c{ORG}: Binary File \i{Program Origin}
4393 The \c{bin} format provides an additional directive to the list
4394 given in \k{directive}: \c{ORG}. The function of the \c{ORG}
4395 directive is to specify the origin address which NASM will assume
4396 the program begins at when it is loaded into memory.
4398 For example, the following code will generate the longword
4399 \c{0x00000104}:
4401 \c         org     0x100
4402 \c         dd      label
4403 \c label:
4405 Unlike the \c{ORG} directive provided by MASM-compatible assemblers,
4406 which allows you to jump around in the object file and overwrite
4407 code you have already generated, NASM's \c{ORG} does exactly what
4408 the directive says: \e{origin}. Its sole function is to specify one
4409 offset which is added to all internal address references within the
4410 section; it does not permit any of the trickery that MASM's version
4411 does. See \k{proborg} for further comments.
4414 \S{binseg} \c{bin} Extensions to the \c{SECTION}
4415 Directive\I{SECTION, bin extensions to}
4417 The \c{bin} output format extends the \c{SECTION} (or \c{SEGMENT})
4418 directive to allow you to specify the alignment requirements of
4419 segments. This is done by appending the \i\c{ALIGN} qualifier to the
4420 end of the section-definition line. For example,
4422 \c section .data   align=16
4424 switches to the section \c{.data} and also specifies that it must be
4425 aligned on a 16-byte boundary.
4427 The parameter to \c{ALIGN} specifies how many low bits of the
4428 section start address must be forced to zero. The alignment value
4429 given may be any power of two.\I{section alignment, in
4430 bin}\I{segment alignment, in bin}\I{alignment, in bin sections}
4433 \S{multisec} \i\c{Multisection}\I{bin, multisection} support for the BIN format.
4435 The \c{bin} format allows the use of multiple sections, of arbitrary names, 
4436 besides the "known" \c{.text}, \c{.data}, and \c{.bss} names.
4438 \b Sections may be designated \i\c{progbits} or \i\c{nobits}. Default 
4439 is \c{progbits} (except \c{.bss}, which defaults to \c{nobits}, 
4440 of course).
4442 \b Sections can be aligned at a specified boundary following the previous 
4443 section with \c{align=}, or at an arbitrary byte-granular position with 
4444 \i\c{start=}.
4446 \b Sections can be given a virtual start address, which will be used 
4447 for the calculation of all memory references within that section 
4448 with \i\c{vstart=}.
4450 \b Sections can be ordered using \i\c{follows=}\c{<section>} or 
4451 \i\c{vfollows=}\c{<section>} as an alternative to specifying an explicit 
4452 start address.
4454 \b Arguments to \c{org}, \c{start}, \c{vstart}, and \c{align=} are 
4455 critical expressions. See \k{crit}. E.g. \c{align=(1 << ALIGN_SHIFT)} 
4456 - \c{ALIGN_SHIFT} must be defined before it is used here.
4458 \b Any code which comes before an explicit \c{SECTION} directive
4459 is directed by default into the \c{.text} section.
4461 \b If an \c{ORG} statement is not given, \c{ORG 0} is used 
4462 by default.
4464 \b The \c{.bss} section will be placed after the last \c{progbits} 
4465 section, unless \c{start=}, \c{vstart=}, \c{follows=}, or \c{vfollows=} 
4466 has been specified.
4468 \b All sections are aligned on dword boundaries, unless a different 
4469 alignment has been specified.
4471 \b Sections may not overlap.
4473 \b NASM creates the \c{section.<secname>.start} for each section, 
4474 which may be used in your code.
4476 \S{map}\i{Map files}
4478 Map files can be generated in \c{-f bin} format by means of the \c{[map]} 
4479 option. Map types of \c{all} (default), \c{brief}, \c{sections}, \c{segments}, 
4480 or \c{symbols} may be specified. Output may be directed to \c{stdout} 
4481 (default), \c{stderr}, or a specified file. E.g.
4482 \c{[map symbols myfile.map]}. No "user form" exists, the square
4483 brackets must be used.
4486 \H{objfmt} \i\c{obj}: \i{Microsoft OMF}\I{OMF} Object Files
4488 The \c{obj} file format (NASM calls it \c{obj} rather than \c{omf}
4489 for historical reasons) is the one produced by \i{MASM} and
4490 \i{TASM}, which is typically fed to 16-bit DOS linkers to produce
4491 \i\c{.EXE} files. It is also the format used by \i{OS/2}.
4493 \c{obj} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4495 \c{obj} is not exclusively a 16-bit format, though: NASM has full
4496 support for the 32-bit extensions to the format. In particular,
4497 32-bit \c{obj} format files are used by \i{Borland's Win32
4498 compilers}, instead of using Microsoft's newer \i\c{win32} object
4499 file format.
4501 The \c{obj} format does not define any special segment names: you
4502 can call your segments anything you like. Typical names for segments
4503 in \c{obj} format files are \c{CODE}, \c{DATA} and \c{BSS}.
4505 If your source file contains code before specifying an explicit
4506 \c{SEGMENT} directive, then NASM will invent its own segment called
4507 \i\c{__NASMDEFSEG} for you.
4509 When you define a segment in an \c{obj} file, NASM defines the
4510 segment name as a symbol as well, so that you can access the segment
4511 address of the segment. So, for example:
4513 \c segment data
4515 \c dvar:   dw      1234
4517 \c segment code
4519 \c function:
4520 \c         mov     ax,data         ; get segment address of data
4521 \c         mov     ds,ax           ; and move it into DS
4522 \c         inc     word [dvar]     ; now this reference will work
4523 \c         ret
4525 The \c{obj} format also enables the use of the \i\c{SEG} and
4526 \i\c{WRT} operators, so that you can write code which does things
4527 like
4529 \c extern  foo
4531 \c       mov   ax,seg foo            ; get preferred segment of foo
4532 \c       mov   ds,ax
4533 \c       mov   ax,data               ; a different segment
4534 \c       mov   es,ax
4535 \c       mov   ax,[ds:foo]           ; this accesses `foo'
4536 \c       mov   [es:foo wrt data],bx  ; so does this
4539 \S{objseg} \c{obj} Extensions to the \c{SEGMENT}
4540 Directive\I{SEGMENT, obj extensions to}
4542 The \c{obj} output format extends the \c{SEGMENT} (or \c{SECTION})
4543 directive to allow you to specify various properties of the segment
4544 you are defining. This is done by appending extra qualifiers to the
4545 end of the segment-definition line. For example,
4547 \c segment code private align=16
4549 defines the segment \c{code}, but also declares it to be a private
4550 segment, and requires that the portion of it described in this code
4551 module must be aligned on a 16-byte boundary.
4553 The available qualifiers are:
4555 \b \i\c{PRIVATE}, \i\c{PUBLIC}, \i\c{COMMON} and \i\c{STACK} specify
4556 the combination characteristics of the segment. \c{PRIVATE} segments
4557 do not get combined with any others by the linker; \c{PUBLIC} and
4558 \c{STACK} segments get concatenated together at link time; and
4559 \c{COMMON} segments all get overlaid on top of each other rather
4560 than stuck end-to-end.
4562 \b \i\c{ALIGN} is used, as shown above, to specify how many low bits
4563 of the segment start address must be forced to zero. The alignment
4564 value given may be any power of two from 1 to 4096; in reality, the
4565 only values supported are 1, 2, 4, 16, 256 and 4096, so if 8 is
4566 specified it will be rounded up to 16, and 32, 64 and 128 will all
4567 be rounded up to 256, and so on. Note that alignment to 4096-byte
4568 boundaries is a \i{PharLap} extension to the format and may not be
4569 supported by all linkers.\I{section alignment, in OBJ}\I{segment
4570 alignment, in OBJ}\I{alignment, in OBJ sections}
4572 \b \i\c{CLASS} can be used to specify the segment class; this feature
4573 indicates to the linker that segments of the same class should be
4574 placed near each other in the output file. The class name can be any
4575 word, e.g. \c{CLASS=CODE}.
4577 \b \i\c{OVERLAY}, like \c{CLASS}, is specified with an arbitrary word
4578 as an argument, and provides overlay information to an
4579 overlay-capable linker.
4581 \b Segments can be declared as \i\c{USE16} or \i\c{USE32}, which has
4582 the effect of recording the choice in the object file and also
4583 ensuring that NASM's default assembly mode when assembling in that
4584 segment is 16-bit or 32-bit respectively.
4586 \b When writing \i{OS/2} object files, you should declare 32-bit
4587 segments as \i\c{FLAT}, which causes the default segment base for
4588 anything in the segment to be the special group \c{FLAT}, and also
4589 defines the group if it is not already defined.
4591 \b The \c{obj} file format also allows segments to be declared as
4592 having a pre-defined absolute segment address, although no linkers
4593 are currently known to make sensible use of this feature;
4594 nevertheless, NASM allows you to declare a segment such as
4595 \c{SEGMENT SCREEN ABSOLUTE=0xB800} if you need to. The \i\c{ABSOLUTE}
4596 and \c{ALIGN} keywords are mutually exclusive.
4598 NASM's default segment attributes are \c{PUBLIC}, \c{ALIGN=1}, no
4599 class, no overlay, and \c{USE16}.
4602 \S{group} \i\c{GROUP}: Defining Groups of Segments\I{segments, groups of}
4604 The \c{obj} format also allows segments to be grouped, so that a
4605 single segment register can be used to refer to all the segments in
4606 a group. NASM therefore supplies the \c{GROUP} directive, whereby
4607 you can code
4609 \c segment data
4611 \c         ; some data
4613 \c segment bss
4615 \c         ; some uninitialized data
4617 \c group dgroup data bss
4619 which will define a group called \c{dgroup} to contain the segments
4620 \c{data} and \c{bss}. Like \c{SEGMENT}, \c{GROUP} causes the group
4621 name to be defined as a symbol, so that you can refer to a variable
4622 \c{var} in the \c{data} segment as \c{var wrt data} or as \c{var wrt
4623 dgroup}, depending on which segment value is currently in your
4624 segment register.
4626 If you just refer to \c{var}, however, and \c{var} is declared in a
4627 segment which is part of a group, then NASM will default to giving
4628 you the offset of \c{var} from the beginning of the \e{group}, not
4629 the \e{segment}. Therefore \c{SEG var}, also, will return the group
4630 base rather than the segment base.
4632 NASM will allow a segment to be part of more than one group, but
4633 will generate a warning if you do this. Variables declared in a
4634 segment which is part of more than one group will default to being
4635 relative to the first group that was defined to contain the segment.
4637 A group does not have to contain any segments; you can still make
4638 \c{WRT} references to a group which does not contain the variable
4639 you are referring to. OS/2, for example, defines the special group
4640 \c{FLAT} with no segments in it.
4643 \S{uppercase} \i\c{UPPERCASE}: Disabling Case Sensitivity in Output
4645 Although NASM itself is \i{case sensitive}, some OMF linkers are
4646 not; therefore it can be useful for NASM to output single-case
4647 object files. The \c{UPPERCASE} format-specific directive causes all
4648 segment, group and symbol names that are written to the object file
4649 to be forced to upper case just before being written. Within a
4650 source file, NASM is still case-sensitive; but the object file can
4651 be written entirely in upper case if desired.
4653 \c{UPPERCASE} is used alone on a line; it requires no parameters.
4656 \S{import} \i\c{IMPORT}: Importing DLL Symbols\I{DLL symbols,
4657 importing}\I{symbols, importing from DLLs}
4659 The \c{IMPORT} format-specific directive defines a symbol to be
4660 imported from a DLL, for use if you are writing a DLL's \i{import
4661 library} in NASM. You still need to declare the symbol as \c{EXTERN}
4662 as well as using the \c{IMPORT} directive.
4664 The \c{IMPORT} directive takes two required parameters, separated by
4665 white space, which are (respectively) the name of the symbol you
4666 wish to import and the name of the library you wish to import it
4667 from. For example:
4669 \c     import  WSAStartup wsock32.dll
4671 A third optional parameter gives the name by which the symbol is
4672 known in the library you are importing it from, in case this is not
4673 the same as the name you wish the symbol to be known by to your code
4674 once you have imported it. For example:
4676 \c     import  asyncsel wsock32.dll WSAAsyncSelect
4679 \S{export} \i\c{EXPORT}: Exporting DLL Symbols\I{DLL symbols,
4680 exporting}\I{symbols, exporting from DLLs}
4682 The \c{EXPORT} format-specific directive defines a global symbol to
4683 be exported as a DLL symbol, for use if you are writing a DLL in
4684 NASM. You still need to declare the symbol as \c{GLOBAL} as well as
4685 using the \c{EXPORT} directive.
4687 \c{EXPORT} takes one required parameter, which is the name of the
4688 symbol you wish to export, as it was defined in your source file. An
4689 optional second parameter (separated by white space from the first)
4690 gives the \e{external} name of the symbol: the name by which you
4691 wish the symbol to be known to programs using the DLL. If this name
4692 is the same as the internal name, you may leave the second parameter
4693 off.
4695 Further parameters can be given to define attributes of the exported
4696 symbol. These parameters, like the second, are separated by white
4697 space. If further parameters are given, the external name must also
4698 be specified, even if it is the same as the internal name. The
4699 available attributes are:
4701 \b \c{resident} indicates that the exported name is to be kept
4702 resident by the system loader. This is an optimisation for
4703 frequently used symbols imported by name.
4705 \b \c{nodata} indicates that the exported symbol is a function which
4706 does not make use of any initialized data.
4708 \b \c{parm=NNN}, where \c{NNN} is an integer, sets the number of
4709 parameter words for the case in which the symbol is a call gate
4710 between 32-bit and 16-bit segments.
4712 \b An attribute which is just a number indicates that the symbol
4713 should be exported with an identifying number (ordinal), and gives
4714 the desired number.
4716 For example:
4718 \c     export  myfunc
4719 \c     export  myfunc TheRealMoreFormalLookingFunctionName
4720 \c     export  myfunc myfunc 1234  ; export by ordinal
4721 \c     export  myfunc myfunc resident parm=23 nodata
4724 \S{dotdotstart} \i\c{..start}: Defining the \i{Program Entry
4725 Point}
4727 \c{OMF} linkers require exactly one of the object files being linked to
4728 define the program entry point, where execution will begin when the
4729 program is run. If the object file that defines the entry point is
4730 assembled using NASM, you specify the entry point by declaring the
4731 special symbol \c{..start} at the point where you wish execution to
4732 begin.
4735 \S{objextern} \c{obj} Extensions to the \c{EXTERN}
4736 Directive\I{EXTERN, obj extensions to}
4738 If you declare an external symbol with the directive
4740 \c     extern  foo
4742 then references such as \c{mov ax,foo} will give you the offset of
4743 \c{foo} from its preferred segment base (as specified in whichever
4744 module \c{foo} is actually defined in). So to access the contents of
4745 \c{foo} you will usually need to do something like
4747 \c         mov     ax,seg foo      ; get preferred segment base
4748 \c         mov     es,ax           ; move it into ES
4749 \c         mov     ax,[es:foo]     ; and use offset `foo' from it
4751 This is a little unwieldy, particularly if you know that an external
4752 is going to be accessible from a given segment or group, say
4753 \c{dgroup}. So if \c{DS} already contained \c{dgroup}, you could
4754 simply code
4756 \c         mov     ax,[foo wrt dgroup]
4758 However, having to type this every time you want to access \c{foo}
4759 can be a pain; so NASM allows you to declare \c{foo} in the
4760 alternative form
4762 \c     extern  foo:wrt dgroup
4764 This form causes NASM to pretend that the preferred segment base of
4765 \c{foo} is in fact \c{dgroup}; so the expression \c{seg foo} will
4766 now return \c{dgroup}, and the expression \c{foo} is equivalent to
4767 \c{foo wrt dgroup}.
4769 This \I{default-WRT mechanism}default-\c{WRT} mechanism can be used
4770 to make externals appear to be relative to any group or segment in
4771 your program. It can also be applied to common variables: see
4772 \k{objcommon}.
4775 \S{objcommon} \c{obj} Extensions to the \c{COMMON}
4776 Directive\I{COMMON, obj extensions to}
4778 The \c{obj} format allows common variables to be either near\I{near
4779 common variables} or far\I{far common variables}; NASM allows you to
4780 specify which your variables should be by the use of the syntax
4782 \c common  nearvar 2:near   ; `nearvar' is a near common
4783 \c common  farvar  10:far   ; and `farvar' is far
4785 Far common variables may be greater in size than 64Kb, and so the
4786 OMF specification says that they are declared as a number of
4787 \e{elements} of a given size. So a 10-byte far common variable could
4788 be declared as ten one-byte elements, five two-byte elements, two
4789 five-byte elements or one ten-byte element.
4791 Some \c{OMF} linkers require the \I{element size, in common
4792 variables}\I{common variables, element size}element size, as well as
4793 the variable size, to match when resolving common variables declared
4794 in more than one module. Therefore NASM must allow you to specify
4795 the element size on your far common variables. This is done by the
4796 following syntax:
4798 \c common  c_5by2  10:far 5        ; two five-byte elements
4799 \c common  c_2by5  10:far 2        ; five two-byte elements
4801 If no element size is specified, the default is 1. Also, the \c{FAR}
4802 keyword is not required when an element size is specified, since
4803 only far commons may have element sizes at all. So the above
4804 declarations could equivalently be
4806 \c common  c_5by2  10:5            ; two five-byte elements
4807 \c common  c_2by5  10:2            ; five two-byte elements
4809 In addition to these extensions, the \c{COMMON} directive in \c{obj}
4810 also supports default-\c{WRT} specification like \c{EXTERN} does
4811 (explained in \k{objextern}). So you can also declare things like
4813 \c common  foo     10:wrt dgroup
4814 \c common  bar     16:far 2:wrt data
4815 \c common  baz     24:wrt data:6
4818 \H{win32fmt} \i\c{win32}: Microsoft Win32 Object Files
4820 The \c{win32} output format generates Microsoft Win32 object files,
4821 suitable for passing to Microsoft linkers such as \i{Visual C++}.
4822 Note that Borland Win32 compilers do not use this format, but use
4823 \c{obj} instead (see \k{objfmt}).
4825 \c{win32} provides a default output file-name extension of \c{.obj}.
4827 Note that although Microsoft say that Win32 object files follow the
4828 \c{COFF} (Common Object File Format) standard, the object files produced
4829 by Microsoft Win32 compilers are not compatible with COFF linkers
4830 such as DJGPP's, and vice versa. This is due to a difference of
4831 opinion over the precise semantics of PC-relative relocations. To
4832 produce COFF files suitable for DJGPP, use NASM's \c{coff} output
4833 format; conversely, the \c{coff} format does not produce object
4834 files that Win32 linkers can generate correct output from.
4837 \S{win32sect} \c{win32} Extensions to the \c{SECTION}
4838 Directive\I{SECTION, win32 extensions to}
4840 Like the \c{obj} format, \c{win32} allows you to specify additional
4841 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
4842 and properties of sections you declare. Section types and properties
4843 are generated automatically by NASM for the \i{standard section names}
4844 \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}, but may still be overridden by
4845 these qualifiers.
4847 The available qualifiers are:
4849 \b \c{code}, or equivalently \c{text}, defines the section to be a
4850 code section. This marks the section as readable and executable, but
4851 not writable, and also indicates to the linker that the type of the
4852 section is code.
4854 \b \c{data} and \c{bss} define the section to be a data section,
4855 analogously to \c{code}. Data sections are marked as readable and
4856 writable, but not executable. \c{data} declares an initialized data
4857 section, whereas \c{bss} declares an uninitialized data section.
4859 \b \c{rdata} declares an initialized data section that is readable
4860 but not writable. Microsoft compilers use this section to place
4861 constants in it.
4863 \b \c{info} defines the section to be an \i{informational section},
4864 which is not included in the executable file by the linker, but may
4865 (for example) pass information \e{to} the linker. For example,
4866 declaring an \c{info}-type section called \i\c{.drectve} causes the
4867 linker to interpret the contents of the section as command-line
4868 options.
4870 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
4871 \I{section alignment, in win32}\I{alignment, in win32
4872 sections}alignment requirements of the section. The maximum you may
4873 specify is 64: the Win32 object file format contains no means to
4874 request a greater section alignment than this. If alignment is not
4875 explicitly specified, the defaults are 16-byte alignment for code
4876 sections, 8-byte alignment for rdata sections and 4-byte alignment
4877 for data (and BSS) sections.
4878 Informational sections get a default alignment of 1 byte (no
4879 alignment), though the value does not matter.
4881 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
4882 qualifiers are:
4884 \c section .text    code  align=16
4885 \c section .data    data  align=4
4886 \c section .rdata   rdata align=8
4887 \c section .bss     bss   align=4
4889 Any other section name is treated by default like \c{.text}.
4891 \S{win32safeseh} \c{win32}: Safe Structured Exception Handling
4893 Among other improvements in Windows XP SP2 and Windows Server 2003
4894 Microsoft has introduced concept of "safe structured exception
4895 handling." General idea is to collect handlers' entry points in
4896 designated read-only table and have alleged entry point verified
4897 against this table prior exception control is passed to the handler. In
4898 order for an executable module to be equipped with such "safe exception
4899 handler table," all object modules on linker command line has to comply
4900 with certain criteria. If one single module among them does not, then
4901 the table in question is omitted and above mentioned run-time checks
4902 will not be performed for application in question. Table omission is by
4903 default silent and therefore can be easily overlooked. One can instruct
4904 linker to refuse to produce binary without such table by passing
4905 \c{/safeseh} command line option.
4907 Without regard to this run-time check merits it's natural to expect
4908 NASM to be capable of generating modules suitable for \c{/safeseh}
4909 linking. From developer's viewpoint the problem is two-fold:
4911 \b how to adapt modules not deploying exception handlers of their own;
4913 \b how to adapt/develop modules utilizing custom exception handling;
4915 Former can be easily achieved with any NASM version by adding following
4916 line to source code:
4918 \c $@feat.00 equ 1
4920 As of version 2.03 NASM adds this absolute symbol automatically. If
4921 it's not already present to be precise. I.e. if for whatever reason
4922 developer would choose to assign another value in source file, it would
4923 still be perfectly possible.
4925 Registering custom exception handler on the other hand requires certain
4926 "magic." As of version 2.03 additional directive is implemented,
4927 \c{safeseh}, which instructs the assembler to produce appropriately
4928 formatted input data for above mentioned "safe exception handler 
4929 table." Its typical use would be:
4931 \c section .text
4932 \c extern  _MessageBoxA@16
4933 \c %if     __NASM_VERSION_ID__ >= 0x02030000
4934 \c safeseh handler         ; register handler as "safe handler"
4935 \c %endif
4936 \c handler:
4937 \c         push    DWORD 1 ; MB_OKCANCEL
4938 \c         push    DWORD caption
4939 \c         push    DWORD text
4940 \c         push    DWORD 0
4941 \c         call    _MessageBoxA@16
4942 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
4943 \c                         ; for exception handler
4944 \c         ret
4945 \c global  _main
4946 \c _main:
4947 \c         push    DWORD handler
4948 \c         push    DWORD [fs:0]
4949 \c         mov     DWORD [fs:0],esp ; engage exception handler
4950 \c         xor     eax,eax
4951 \c         mov     eax,DWORD[eax]   ; cause exception
4952 \c         pop     DWORD [fs:0]     ; disengage exception handler
4953 \c         add     esp,4
4954 \c         ret
4955 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
4956 \c caption:db      'SEGV',0
4957 \c 
4958 \c section .drectve info
4959 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
4961 As you might imagine, it's perfectly possible to produce .exe binary
4962 with "safe exception handler table" and yet engage unregistered
4963 exception handler. Indeed, handler is engaged by simply manipulating
4964 \c{[fs:0]} location at run-time, something linker has no power over, 
4965 run-time that is. It should be explicitly mentioned that such failure
4966 to register handler's entry point with \c{safeseh} directive has
4967 undesired side effect at run-time. If exception is raised and
4968 unregistered handler is to be executed, the application is abruptly
4969 terminated without any notification whatsoever. One can argue that
4970 system could  at least have logged some kind "non-safe exception
4971 handler in x.exe at address n" message in event log, but no, literally
4972 no notification is provided and user is left with no clue on what
4973 caused application failure.
4975 Finally, all mentions of linker in this paragraph refer to Microsoft
4976 linker version 7.x and later. Presence of \c{@feat.00} symbol and input
4977 data for "safe exception handler table" causes no backward
4978 incompatibilities and "safeseh" modules generated by NASM 2.03 and
4979 later can still be linked by earlier versions or non-Microsoft linkers.
4982 \H{win64fmt} \i\c{win64}: Microsoft Win64 Object Files
4984 The \c{win64} output format generates Microsoft Win64 object files, 
4985 which is nearly 100% identical to the \c{win32} object format (\k{win32fmt})
4986 with the exception that it is meant to target 64-bit code and the x86-64
4987 platform altogether. This object file is used exactly the same as the \c{win32}
4988 object format (\k{win32fmt}), in NASM, with regard to this exception.
4990 \S{win64pic} \c{win64}: Writing Position-Independent Code
4992 While \c{REL} takes good care of RIP-relative addressing, there is one
4993 aspect that is easy to overlook for a Win64 programmer: indirect
4994 references. Consider a switch dispatch table:
4996 \c         jmp     QWORD[dsptch+rax*8]
4997 \c         ...
4998 \c dsptch: dq      case0
4999 \c         dq      case1
5000 \c         ...
5002 Even novice Win64 assembler programmer will soon realize that the code
5003 is not 64-bit savvy. Most notably linker will refuse to link it with
5004 "\c{'ADDR32' relocation to '.text' invalid without
5005 /LARGEADDRESSAWARE:NO}". So [s]he will have to split jmp instruction as
5006 following:
5008 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5009 \c         jmp     QWORD[rbx+rax*8]
5011 What happens behind the scene is that effective address in \c{lea} is
5012 encoded relative to instruction pointer, or in perfectly
5013 position-independent manner. But this is only part of the problem!
5014 Trouble is that in .dll context \c{caseN} relocations will make their
5015 way to the final module and might have to be adjusted at .dll load
5016 time. To be specific when it can't be loaded at preferred address. And
5017 when this occurs, pages with such relocations will be rendered private
5018 to current process, which kind of undermines the idea of sharing .dll.
5019 But no worry, it's trivial to fix:
5021 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5022 \c         add     rbx,QWORD[rbx+rax*8]
5023 \c         jmp     rbx
5024 \c         ...
5025 \c dsptch: dq      case0-dsptch
5026 \c         dq      case1-dsptch
5027 \c         ...
5029 NASM version 2.03 and later provides another alternative, \c{wrt
5030 ..imagebase} operator, which returns offset from base address of the
5031 current image, be it .exe or .dll module, therefore the name. For those
5032 acquainted with PE-COFF format base address denotes start of
5033 \c{IMAGE_DOS_HEADER} structure. Here is how to implement switch with
5034 these image-relative references:
5036 \c         lea     rbx,[rel dsptch]
5037 \c         mov     eax,DWORD[rbx+rax*4]
5038 \c         sub     rbx,dsptch wrt ..imagebase
5039 \c         add     rbx,rax
5040 \c         jmp     rbx
5041 \c         ...
5042 \c dsptch: dd      case0 wrt ..imagebase
5043 \c         dd      case1 wrt ..imagebase
5045 One can argue that the operator is redundant. Indeed,  snippet before
5046 last works just fine with any NASM version and is not even Windows
5047 specific... The real reason for implementing \c{wrt ..imagebase} will
5048 become apparent in next paragraph.
5050 It should be noted that \c{wrt ..imagebase} is defined as 32-bit
5051 operand only:
5053 \c         dd      label wrt ..imagebase           ; ok
5054 \c         dq      label wrt ..imagebase           ; bad
5055 \c         mov     eax,label wrt ..imagebase       ; ok
5056 \c         mov     rax,label wrt ..imagebase       ; bad
5058 \S{win64seh} \c{win64}: Structured Exception Handling
5060 Structured exception handing in Win64 is completely different matter
5061 from Win32. Upon exception program counter value is noted, and
5062 linker-generated table comprising start and end addresses of all the
5063 functions [in given executable module] is traversed and compared to the
5064 saved program counter. Thus so called \c{UNWIND_INFO} structure is
5065 identified. If it's not found, then offending subroutine is assumed to
5066 be "leaf" and just mentioned lookup procedure is attempted for its
5067 caller. In Win64 leaf function is such function that does not call any
5068 other function \e{nor} modifies any Win64 non-volatile registers,
5069 including stack pointer. The latter ensures that it's possible to
5070 identify leaf function's caller by simply pulling the value from the
5071 top of the stack.
5073 While majority of subroutines written in assembler are not calling any
5074 other function, requirement for non-volatile registers' immutability
5075 leaves developer with not more than 7 registers and no stack frame,
5076 which is not necessarily what [s]he counted with. Customarily one would
5077 meet the requirement by saving non-volatile registers on stack and
5078 restoring them upon return, so what can go wrong? If [and only if] an
5079 exception is raised at run-time and no \c{UNWIND_INFO} structure is
5080 associated with such "leaf" function, the stack unwind procedure will
5081 expect to find caller's return address on the top of stack immediately
5082 followed by its frame. Given that developer pushed caller's
5083 non-volatile registers on stack, would the value on top point at some
5084 code segment or even addressable space? Well, developer can attempt
5085 copying caller's return address to the top of stack and this would
5086 actually work in some very specific circumstances. But unless developer
5087 can guarantee that these circumstances are always met, it's more
5088 appropriate to assume worst case scenario, i.e. stack unwind procedure
5089 going berserk. Relevant question is what happens then? Application is
5090 abruptly terminated without any notification whatsoever. Just like in
5091 Win32 case, one can argue that system could at least have logged
5092 "unwind procedure went berserk in x.exe at address n" in event log, but
5093 no, no trace of failure is left.
5095 Now, when we understand significance of the \c{UNWIND_INFO} structure,
5096 let's discuss what's in it and/or how it's processed. First of all it
5097 is checked for presence of reference to custom language-specific
5098 exception handler. If there is one, then it's invoked. Depending on the
5099 return value, execution flow is resumed (exception is said to be
5100 "handled"), \e{or} rest of \c{UNWIND_INFO} structure is processed as
5101 following. Beside optional reference to custom handler, it carries
5102 information about current callee's stack frame and where non-volatile
5103 registers are saved. Information is detailed enough to be able to
5104 reconstruct contents of caller's non-volatile registers upon call to
5105 current callee. And so caller's context is reconstructed, and then
5106 unwind procedure is repeated, i.e. another \c{UNWIND_INFO} structure is
5107 associated, this time, with caller's instruction pointer, which is then
5108 checked for presence of reference to language-specific handler, etc.
5109 The procedure is recursively repeated till exception is handled. As
5110 last resort system "handles" it by generating memory core dump and
5111 terminating the application.
5113 As for the moment of this writing NASM unfortunately does not
5114 facilitate generation of above mentioned detailed information about
5115 stack frame layout. But as of version 2.03 it implements building
5116 blocks for generating structures involved in stack unwinding. As
5117 simplest example, here is how to deploy custom exception handler for
5118 leaf function:
5120 \c default rel
5121 \c section .text
5122 \c extern  MessageBoxA
5123 \c handler:
5124 \c         sub     rsp,40
5125 \c         mov     rcx,0
5126 \c         lea     rdx,[text]
5127 \c         lea     r8,[caption]
5128 \c         mov     r9,1    ; MB_OKCANCEL
5129 \c         call    MessageBoxA
5130 \c         sub     eax,1   ; incidentally suits as return value
5131 \c                         ; for exception handler
5132 \c         add     rsp,40
5133 \c         ret
5134 \c global  main
5135 \c main:
5136 \c         xor     rax,rax
5137 \c         mov     rax,QWORD[rax]  ; cause exception
5138 \c         ret
5139 \c main_end:
5140 \c text:   db      'OK to rethrow, CANCEL to generate core dump',0
5141 \c caption:db      'SEGV',0
5142 \c 
5143 \c section .pdata  rdata align=4
5144 \c         dd      main wrt ..imagebase
5145 \c         dd      main_end wrt ..imagebase
5146 \c         dd      xmain wrt ..imagebase
5147 \c section .xdata  rdata align=8
5148 \c xmain:  db      9,0,0,0
5149 \c         dd      handler wrt ..imagebase
5150 \c section .drectve info
5151 \c         db      '/defaultlib:user32.lib /defaultlib:msvcrt.lib '
5153 What you see in \c{.pdata} section is element of the "table comprising
5154 start and end addresses of function" along with reference to associated
5155 \c{UNWIND_INFO} structure. And what you see in \c{.xdata} section is
5156 \c{UNWIND_INFO} structure describing function with no frame, but with
5157 designated exception handler. References are \e{required} to be
5158 image-relative (which is the real reason for implementing \c{wrt
5159 ..imagebase} operator). It should be noted that \c{rdata align=n}, as
5160 well as \c{wrt ..imagebase}, are optional in these two segments'
5161 contexts, i.e. can be omitted. Latter means that \e{all} 32-bit
5162 references, not only above listed required ones, placed into these two
5163 segments turn out image-relative. Why is it important to understand?
5164 Developer is allowed to append handler-specific data to \c{UNWIND_INFO}
5165 structure, and if [s]he adds a 32-bit reference, then [s]he will have
5166 to remember to adjust its value to obtain the real pointer.
5168 As already mentioned, in Win64 terms leaf function is one that does not
5169 call any other function \e{nor} modifies any non-volatile register,
5170 including stack pointer. But it's not uncommon that assembler
5171 programmer plans to utilize every single register and sometimes even
5172 have variable stack frame. Is there anything one can do with bare
5173 building blocks? I.e. besides manually composing fully-fledged
5174 \c{UNWIND_INFO} structure, which would surely be considered
5175 error-prone? Yes, there is. Recall that exception handler is called
5176 first, before stack layout is analyzed. As it turned out, it's
5177 perfectly possible to manipulate current callee's context in custom
5178 handler in manner that permits further stack unwinding. General idea is
5179 that handler would not actually "handle" the exception, but instead
5180 restore callee's context, as it was at its entry point and thus mimic
5181 leaf function. In other words, handler would simply undertake part of
5182 unwinding procedure. Consider following example:
5184 \c function:
5185 \c         mov     rax,rsp         ; copy rsp to volatile register
5186 \c         push    r15             ; save non-volatile registers
5187 \c         push    rbx
5188 \c         push    rbp
5189 \c         mov     r11,rsp         ; prepare variable stack frame
5190 \c         sub     r11,rcx
5191 \c         and     r11,-64
5192 \c         mov     QWORD[r11],rax  ; check for exceptions
5193 \c         mov     rsp,r11         ; allocate stack frame
5194 \c         mov     QWORD[rsp],rax  ; save original rsp value
5195 \c magic_point:
5196 \c         ...
5197 \c         mov     r11,QWORD[rsp]  ; pull original rsp value
5198 \c         mov     rbp,QWORD[r11-24]
5199 \c         mov     rbx,QWORD[r11-16]
5200 \c         mov     r15,QWORD[r11-8]
5201 \c         mov     rsp,r11         ; destroy frame
5202 \c         ret
5204 The keyword is that up to \c{magic_point} original \c{rsp} value
5205 remains in chosen volatile register and no non-volatile register,
5206 except for \c{rsp}, is modified. While past \c{magic_point} \c{rsp}
5207 remains constant till the very end of the \c{function}. In this case
5208 custom language-specific exception handler would look like this:
5210 \c EXCEPTION_DISPOSITION handler (EXCEPTION_RECORD *rec,ULONG64 frame,
5211 \c         CONTEXT *context,DISPATCHER_CONTEXT *disp)
5212 \c {   ULONG64 *rsp;
5213 \c     if (context->Rip<(ULONG64)magic_point)
5214 \c         rsp = (ULONG64 *)context->Rax;
5215 \c     else
5216 \c     {   rsp = ((ULONG64 **)context->Rsp)[0];
5217 \c         context->Rbp = rsp[-3];
5218 \c         context->Rbx = rsp[-2];
5219 \c         context->R15 = rsp[-1];
5220 \c     }
5221 \c     context->Rsp = (ULONG64)rsp;
5222 \c 
5223 \c     memcpy (disp->ContextRecord,context,sizeof(CONTEXT));
5224 \c     RtlVirtualUnwind(UNW_FLAG_NHANDLER,disp->ImageBase,
5225 \c         dips->ControlPc,disp->FunctionEntry,disp->ContextRecord,
5226 \c         &disp->HandlerData,&disp->EstablisherFrame,NULL);
5227 \c     return ExceptionContinueSearch;
5228 \c }
5230 As custom handler mimics leaf function, corresponding \c{UNWIND_INFO}
5231 structure does not have to contain any information about stack frame
5232 and its layout.
5234 \H{cofffmt} \i\c{coff}: \i{Common Object File Format}
5236 The \c{coff} output type produces \c{COFF} object files suitable for
5237 linking with the \i{DJGPP} linker.
5239 \c{coff} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5241 The \c{coff} format supports the same extensions to the \c{SECTION}
5242 directive as \c{win32} does, except that the \c{align} qualifier and
5243 the \c{info} section type are not supported.
5245 \H{machofmt} \i\c{macho}: \i{Mach Object File Format}
5247 The \c{macho} output type produces \c{Mach-O} object files suitable for
5248 linking with the \i{Mac OSX} linker.
5250 \c{macho} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5252 \H{elffmt} \i\c{elf, elf32, and elf64}: \I{ELF}\I{linux, elf}\i{Executable and Linkable
5253 Format} Object Files
5255 The \c{elf32} and \c{elf64} output formats generate \c{ELF32 and ELF64} (Executable and Linkable Format) object files, as used by Linux as well as \i{Unix System V},
5256 including \i{Solaris x86}, \i{UnixWare} and \i{SCO Unix}. \c{elf}
5257 provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5258 \c{elf} is a synonym for \c{elf32}.
5260 \S{abisect} ELF specific directive \i\c{osabi}
5262 The ELF header specifies the application binary interface for the target operating system (OSABI).
5263 This field can be set by using the \c{osabi} directive with the numeric value (0-255) of the target
5264  system. If this directive is not used, the default value will be "UNIX System V ABI" (0) which will work on
5265  most systems which support ELF.
5267 \S{elfsect} \c{elf} Extensions to the \c{SECTION}
5268 Directive\I{SECTION, elf extensions to}
5270 Like the \c{obj} format, \c{elf} allows you to specify additional
5271 information on the \c{SECTION} directive line, to control the type
5272 and properties of sections you declare. Section types and properties
5273 are generated automatically by NASM for the \i{standard section
5274 names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}, but may still be
5275 overridden by these qualifiers.
5277 The available qualifiers are:
5279 \b \i\c{alloc} defines the section to be one which is loaded into
5280 memory when the program is run. \i\c{noalloc} defines it to be one
5281 which is not, such as an informational or comment section.
5283 \b \i\c{exec} defines the section to be one which should have execute
5284 permission when the program is run. \i\c{noexec} defines it as one
5285 which should not.
5287 \b \i\c{write} defines the section to be one which should be writable
5288 when the program is run. \i\c{nowrite} defines it as one which should
5289 not.
5291 \b \i\c{progbits} defines the section to be one with explicit contents
5292 stored in the object file: an ordinary code or data section, for
5293 example, \i\c{nobits} defines the section to be one with no explicit
5294 contents given, such as a BSS section.
5296 \b \c{align=}, used with a trailing number as in \c{obj}, gives the
5297 \I{section alignment, in elf}\I{alignment, in elf sections}alignment
5298 requirements of the section.
5300 The defaults assumed by NASM if you do not specify the above
5301 qualifiers are:
5303 \c section .text    progbits  alloc  exec    nowrite  align=16
5304 \c section .rodata  progbits  alloc  noexec  nowrite  align=4
5305 \c section .data    progbits  alloc  noexec  write    align=4
5306 \c section .bss     nobits    alloc  noexec  write    align=4
5307 \c section other    progbits  alloc  noexec  nowrite  align=1
5309 (Any section name other than \c{.text}, \c{.rodata}, \c{.data} and
5310 \c{.bss} is treated by default like \c{other} in the above code.)
5313 \S{elfwrt} \i{Position-Independent Code}\I{PIC}: \c{elf} Special
5314 Symbols and \i\c{WRT}
5316 The \c{ELF} specification contains enough features to allow
5317 position-independent code (PIC) to be written, which makes \i{ELF
5318 shared libraries} very flexible. However, it also means NASM has to
5319 be able to generate a variety of strange relocation types in ELF
5320 object files, if it is to be an assembler which can write PIC.
5322 Since \c{ELF} does not support segment-base references, the \c{WRT}
5323 operator is not used for its normal purpose; therefore NASM's
5324 \c{elf} output format makes use of \c{WRT} for a different purpose,
5325 namely the PIC-specific \I{relocations, PIC-specific}relocation
5326 types.
5328 \c{elf} defines five special symbols which you can use as the
5329 right-hand side of the \c{WRT} operator to obtain PIC relocation
5330 types. They are \i\c{..gotpc}, \i\c{..gotoff}, \i\c{..got},
5331 \i\c{..plt} and \i\c{..sym}. Their functions are summarized here:
5333 \b Referring to the symbol marking the global offset table base
5334 using \c{wrt ..gotpc} will end up giving the distance from the
5335 beginning of the current section to the global offset table.
5336 (\i\c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_} is the standard symbol name used to
5337 refer to the \i{GOT}.) So you would then need to add \i\c{$$} to the
5338 result to get the real address of the GOT.
5340 \b Referring to a location in one of your own sections using \c{wrt
5341 ..gotoff} will give the distance from the beginning of the GOT to
5342 the specified location, so that adding on the address of the GOT
5343 would give the real address of the location you wanted.
5345 \b Referring to an external or global symbol using \c{wrt ..got}
5346 causes the linker to build an entry \e{in} the GOT containing the
5347 address of the symbol, and the reference gives the distance from the
5348 beginning of the GOT to the entry; so you can add on the address of
5349 the GOT, load from the resulting address, and end up with the
5350 address of the symbol.
5352 \b Referring to a procedure name using \c{wrt ..plt} causes the
5353 linker to build a \i{procedure linkage table} entry for the symbol,
5354 and the reference gives the address of the \i{PLT} entry. You can
5355 only use this in contexts which would generate a PC-relative
5356 relocation normally (i.e. as the destination for \c{CALL} or
5357 \c{JMP}), since ELF contains no relocation type to refer to PLT
5358 entries absolutely.
5360 \b Referring to a symbol name using \c{wrt ..sym} causes NASM to
5361 write an ordinary relocation, but instead of making the relocation
5362 relative to the start of the section and then adding on the offset
5363 to the symbol, it will write a relocation record aimed directly at
5364 the symbol in question. The distinction is a necessary one due to a
5365 peculiarity of the dynamic linker.
5367 A fuller explanation of how to use these relocation types to write
5368 shared libraries entirely in NASM is given in \k{picdll}.
5371 \S{elfglob} \c{elf} Extensions to the \c{GLOBAL} Directive\I{GLOBAL,
5372 elf extensions to}\I{GLOBAL, aoutb extensions to}
5374 \c{ELF} object files can contain more information about a global symbol
5375 than just its address: they can contain the \I{symbol sizes,
5376 specifying}\I{size, of symbols}size of the symbol and its \I{symbol
5377 types, specifying}\I{type, of symbols}type as well. These are not
5378 merely debugger conveniences, but are actually necessary when the
5379 program being written is a \i{shared library}. NASM therefore
5380 supports some extensions to the \c{GLOBAL} directive, allowing you
5381 to specify these features.
5383 You can specify whether a global variable is a function or a data
5384 object by suffixing the name with a colon and the word
5385 \i\c{function} or \i\c{data}. (\i\c{object} is a synonym for
5386 \c{data}.) For example:
5388 \c global   hashlookup:function, hashtable:data
5390 exports the global symbol \c{hashlookup} as a function and
5391 \c{hashtable} as a data object.
5393 Optionally, you can control the ELF visibility of the symbol.  Just
5394 add one of the visibility keywords: \i\c{default}, \i\c{internal},
5395 \i\c{hidden}, or \i\c{protected}.  The default is \i\c{default} of
5396 course.  For example, to make \c{hashlookup} hidden:
5398 \c global   hashlookup:function hidden
5400 You can also specify the size of the data associated with the
5401 symbol, as a numeric expression (which may involve labels, and even
5402 forward references) after the type specifier. Like this:
5404 \c global  hashtable:data (hashtable.end - hashtable)
5406 \c hashtable:
5407 \c         db this,that,theother  ; some data here
5408 \c .end:
5410 This makes NASM automatically calculate the length of the table and
5411 place that information into the \c{ELF} symbol table.
5413 Declaring the type and size of global symbols is necessary when
5414 writing shared library code. For more information, see
5415 \k{picglobal}.
5418 \S{elfcomm} \c{elf} Extensions to the \c{COMMON} Directive
5419 \I{COMMON, elf extensions to}
5421 \c{ELF} also allows you to specify alignment requirements \I{common
5422 variables, alignment in elf}\I{alignment, of elf common variables}on
5423 common variables. This is done by putting a number (which must be a
5424 power of two) after the name and size of the common variable,
5425 separated (as usual) by a colon. For example, an array of
5426 doublewords would benefit from 4-byte alignment:
5428 \c common  dwordarray 128:4
5430 This declares the total size of the array to be 128 bytes, and
5431 requires that it be aligned on a 4-byte boundary.
5434 \S{elf16} 16-bit code and ELF
5435 \I{ELF, 16-bit code and}
5437 The \c{ELF32} specification doesn't provide relocations for 8- and
5438 16-bit values, but the GNU \c{ld} linker adds these as an extension.
5439 NASM can generate GNU-compatible relocations, to allow 16-bit code to
5440 be linked as ELF using GNU \c{ld}. If NASM is used with the
5441 \c{-w+gnu-elf-extensions} option, a warning is issued when one of
5442 these relocations is generated.
5444 \S{elfdbg} Debug formats and ELF
5445 \I{ELF, Debug formats and}
5447 \c{ELF32} and \c{ELF64} provide debug information in \c{STABS} and \c{DWARF} formats.
5448 Line number information is generated for all executable sections, but please
5449 note that only the ".text" section is executable by default.
5451 \H{aoutfmt} \i\c{aout}: Linux \I{a.out, Linux version}\I{linux, a.out}\c{a.out} Object Files
5453 The \c{aout} format generates \c{a.out} object files, in the form used
5454 by early Linux systems (current Linux systems use ELF, see
5455 \k{elffmt}.) These differ from other \c{a.out} object files in that
5456 the magic number in the first four bytes of the file is
5457 different; also, some implementations of \c{a.out}, for example
5458 NetBSD's, support position-independent code, which Linux's
5459 implementation does not.
5461 \c{a.out} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5463 \c{a.out} is a very simple object format. It supports no special
5464 directives, no special symbols, no use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no
5465 extensions to any standard directives. It supports only the three
5466 \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
5469 \H{aoutfmt} \i\c{aoutb}: \i{NetBSD}/\i{FreeBSD}/\i{OpenBSD}
5470 \I{a.out, BSD version}\c{a.out} Object Files
5472 The \c{aoutb} format generates \c{a.out} object files, in the form
5473 used by the various free \c{BSD Unix} clones, \c{NetBSD}, \c{FreeBSD}
5474 and \c{OpenBSD}. For simple object files, this object format is exactly
5475 the same as \c{aout} except for the magic number in the first four bytes
5476 of the file. However, the \c{aoutb} format supports
5477 \I{PIC}\i{position-independent code} in the same way as the \c{elf}
5478 format, so you can use it to write \c{BSD} \i{shared libraries}.
5480 \c{aoutb} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5482 \c{aoutb} supports no special directives, no special symbols, and
5483 only the three \i{standard section names} \i\c{.text}, \i\c{.data}
5484 and \i\c{.bss}. However, it also supports the same use of \i\c{WRT} as
5485 \c{elf} does, to provide position-independent code relocation types.
5486 See \k{elfwrt} for full documentation of this feature.
5488 \c{aoutb} also supports the same extensions to the \c{GLOBAL}
5489 directive as \c{elf} does: see \k{elfglob} for documentation of
5490 this.
5493 \H{as86fmt} \c{as86}: \i{Minix}/Linux\I{linux, as86} \i\c{as86} Object Files
5495 The Minix/Linux 16-bit assembler \c{as86} has its own non-standard
5496 object file format. Although its companion linker \i\c{ld86} produces
5497 something close to ordinary \c{a.out} binaries as output, the object
5498 file format used to communicate between \c{as86} and \c{ld86} is not
5499 itself \c{a.out}.
5501 NASM supports this format, just in case it is useful, as \c{as86}.
5502 \c{as86} provides a default output file-name extension of \c{.o}.
5504 \c{as86} is a very simple object format (from the NASM user's point
5505 of view). It supports no special directives, no special symbols, no
5506 use of \c{SEG} or \c{WRT}, and no extensions to any standard
5507 directives. It supports only the three \i{standard section names}
5508 \i\c{.text}, \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
5511 \H{rdffmt} \I{RDOFF}\i\c{rdf}: \i{Relocatable Dynamic Object File
5512 Format}
5514 The \c{rdf} output format produces \c{RDOFF} object files. \c{RDOFF}
5515 (Relocatable Dynamic Object File Format) is a home-grown object-file
5516 format, designed alongside NASM itself and reflecting in its file
5517 format the internal structure of the assembler.
5519 \c{RDOFF} is not used by any well-known operating systems. Those
5520 writing their own systems, however, may well wish to use \c{RDOFF}
5521 as their object format, on the grounds that it is designed primarily
5522 for simplicity and contains very little file-header bureaucracy.
5524 The Unix NASM archive, and the DOS archive which includes sources,
5525 both contain an \I{rdoff subdirectory}\c{rdoff} subdirectory holding
5526 a set of RDOFF utilities: an RDF linker, an \c{RDF} static-library
5527 manager, an RDF file dump utility, and a program which will load and
5528 execute an RDF executable under Linux.
5530 \c{rdf} supports only the \i{standard section names} \i\c{.text},
5531 \i\c{.data} and \i\c{.bss}.
5534 \S{rdflib} Requiring a Library: The \i\c{LIBRARY} Directive
5536 \c{RDOFF} contains a mechanism for an object file to demand a given
5537 library to be linked to the module, either at load time or run time.
5538 This is done by the \c{LIBRARY} directive, which takes one argument
5539 which is the name of the module:
5541 \c     library  mylib.rdl
5544 \S{rdfmod} Specifying a Module Name: The \i\c{MODULE} Directive
5546 Special \c{RDOFF} header record is used to store the name of the module.
5547 It can be used, for example, by run-time loader to perform dynamic
5548 linking. \c{MODULE} directive takes one argument which is the name
5549 of current module:
5551 \c     module  mymodname
5553 Note that when you statically link modules and tell linker to strip
5554 the symbols from output file, all module names will be stripped too.
5555 To avoid it, you should start module names with \I{$, prefix}\c{$}, like:
5557 \c     module  $kernel.core
5560 \S{rdfglob} \c{rdf} Extensions to the \c{GLOBAL} directive\I{GLOBAL,
5561 rdf extensions to}
5563 \c{RDOFF} global symbols can contain additional information needed by
5564 the static linker. You can mark a global symbol as exported, thus
5565 telling the linker do not strip it from target executable or library
5566 file. Like in \c{ELF}, you can also specify whether an exported symbol
5567 is a procedure (function) or data object.
5569 Suffixing the name with a colon and the word \i\c{export} you make the
5570 symbol exported:
5572 \c     global  sys_open:export
5574 To specify that exported symbol is a procedure (function), you add the
5575 word \i\c{proc} or \i\c{function} after declaration:
5577 \c     global  sys_open:export proc
5579 Similarly, to specify exported data object, add the word \i\c{data}
5580 or \i\c{object} to the directive:
5582 \c     global  kernel_ticks:export data
5585 \S{rdfimpt} \c{rdf} Extensions to the \c{EXTERN} directive\I{EXTERN,
5586 rdf extensions to}
5588 By default the \c{EXTERN} directive in \c{RDOFF} declares a "pure external" 
5589 symbol (i.e. the static linker will complain if such a symbol is not resolved).
5590 To declare an "imported" symbol, which must be resolved later during a dynamic
5591 linking phase, \c{RDOFF} offers an additional \c{import} modifier. As in
5592 \c{GLOBAL}, you can also specify whether an imported symbol is a procedure
5593 (function) or data object. For example:
5595 \c     library $libc
5596 \c     extern  _open:import
5597 \c     extern  _printf:import proc
5598 \c     extern  _errno:import data
5600 Here the directive \c{LIBRARY} is also included, which gives the dynamic linker
5601 a hint as to where to find requested symbols.
5604 \H{dbgfmt} \i\c{dbg}: Debugging Format
5606 The \c{dbg} output format is not built into NASM in the default
5607 configuration. If you are building your own NASM executable from the
5608 sources, you can define \i\c{OF_DBG} in \c{outform.h} or on the
5609 compiler command line, and obtain the \c{dbg} output format.
5611 The \c{dbg} format does not output an object file as such; instead,
5612 it outputs a text file which contains a complete list of all the
5613 transactions between the main body of NASM and the output-format
5614 back end module. It is primarily intended to aid people who want to
5615 write their own output drivers, so that they can get a clearer idea
5616 of the various requests the main program makes of the output driver,
5617 and in what order they happen.
5619 For simple files, one can easily use the \c{dbg} format like this:
5621 \c nasm -f dbg filename.asm
5623 which will generate a diagnostic file called \c{filename.dbg}.
5624 However, this will not work well on files which were designed for a
5625 different object format, because each object format defines its own
5626 macros (usually user-level forms of directives), and those macros
5627 will not be defined in the \c{dbg} format. Therefore it can be
5628 useful to run NASM twice, in order to do the preprocessing with the
5629 native object format selected:
5631 \c nasm -e -f rdf -o rdfprog.i rdfprog.asm
5632 \c nasm -a -f dbg rdfprog.i
5634 This preprocesses \c{rdfprog.asm} into \c{rdfprog.i}, keeping the
5635 \c{rdf} object format selected in order to make sure RDF special
5636 directives are converted into primitive form correctly. Then the
5637 preprocessed source is fed through the \c{dbg} format to generate
5638 the final diagnostic output.
5640 This workaround will still typically not work for programs intended
5641 for \c{obj} format, because the \c{obj} \c{SEGMENT} and \c{GROUP}
5642 directives have side effects of defining the segment and group names
5643 as symbols; \c{dbg} will not do this, so the program will not
5644 assemble. You will have to work around that by defining the symbols
5645 yourself (using \c{EXTERN}, for example) if you really need to get a
5646 \c{dbg} trace of an \c{obj}-specific source file.
5648 \c{dbg} accepts any section name and any directives at all, and logs
5649 them all to its output file.
5652 \C{16bit} Writing 16-bit Code (DOS, Windows 3/3.1)
5654 This chapter attempts to cover some of the common issues encountered
5655 when writing 16-bit code to run under \c{MS-DOS} or \c{Windows 3.x}. It
5656 covers how to link programs to produce \c{.EXE} or \c{.COM} files,
5657 how to write \c{.SYS} device drivers, and how to interface assembly
5658 language code with 16-bit C compilers and with Borland Pascal.
5661 \H{exefiles} Producing \i\c{.EXE} Files
5663 Any large program written under DOS needs to be built as a \c{.EXE}
5664 file: only \c{.EXE} files have the necessary internal structure
5665 required to span more than one 64K segment. \i{Windows} programs,
5666 also, have to be built as \c{.EXE} files, since Windows does not
5667 support the \c{.COM} format.
5669 In general, you generate \c{.EXE} files by using the \c{obj} output
5670 format to produce one or more \i\c{.OBJ} files, and then linking
5671 them together using a linker. However, NASM also supports the direct
5672 generation of simple DOS \c{.EXE} files using the \c{bin} output
5673 format (by using \c{DB} and \c{DW} to construct the \c{.EXE} file
5674 header), and a macro package is supplied to do this. Thanks to
5675 Yann Guidon for contributing the code for this.
5677 NASM may also support \c{.EXE} natively as another output format in
5678 future releases.
5681 \S{objexe} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.EXE} Files
5683 This section describes the usual method of generating \c{.EXE} files
5684 by linking \c{.OBJ} files together.
5686 Most 16-bit programming language packages come with a suitable
5687 linker; if you have none of these, there is a free linker called
5688 \i{VAL}\I{linker, free}, available in \c{LZH} archive format from
5689 \W{ftp://x2ftp.oulu.fi/pub/msdos/programming/lang/}\i\c{x2ftp.oulu.fi}.
5690 An LZH archiver can be found at
5691 \W{ftp://ftp.simtel.net/pub/simtelnet/msdos/arcers}\i\c{ftp.simtel.net}.
5692 There is another `free' linker (though this one doesn't come with
5693 sources) called \i{FREELINK}, available from
5694 \W{http://www.pcorner.com/tpc/old/3-101.html}\i\c{www.pcorner.com}.
5695 A third, \i\c{djlink}, written by DJ Delorie, is available at
5696 \W{http://www.delorie.com/djgpp/16bit/djlink/}\i\c{www.delorie.com}.
5697 A fourth linker, \i\c{ALINK}, written by Anthony A.J. Williams, is
5698 available at \W{http://alink.sourceforge.net}\i\c{alink.sourceforge.net}.
5700 When linking several \c{.OBJ} files into a \c{.EXE} file, you should
5701 ensure that exactly one of them has a start point defined (using the
5702 \I{program entry point}\i\c{..start} special symbol defined by the
5703 \c{obj} format: see \k{dotdotstart}). If no module defines a start
5704 point, the linker will not know what value to give the entry-point
5705 field in the output file header; if more than one defines a start
5706 point, the linker will not know \e{which} value to use.
5708 An example of a NASM source file which can be assembled to a
5709 \c{.OBJ} file and linked on its own to a \c{.EXE} is given here. It
5710 demonstrates the basic principles of defining a stack, initialising
5711 the segment registers, and declaring a start point. This file is
5712 also provided in the \I{test subdirectory}\c{test} subdirectory of
5713 the NASM archives, under the name \c{objexe.asm}.
5715 \c segment code
5717 \c ..start:
5718 \c         mov     ax,data
5719 \c         mov     ds,ax
5720 \c         mov     ax,stack
5721 \c         mov     ss,ax
5722 \c         mov     sp,stacktop
5724 This initial piece of code sets up \c{DS} to point to the data
5725 segment, and initializes \c{SS} and \c{SP} to point to the top of
5726 the provided stack. Notice that interrupts are implicitly disabled
5727 for one instruction after a move into \c{SS}, precisely for this
5728 situation, so that there's no chance of an interrupt occurring
5729 between the loads of \c{SS} and \c{SP} and not having a stack to
5730 execute on.
5732 Note also that the special symbol \c{..start} is defined at the
5733 beginning of this code, which means that will be the entry point
5734 into the resulting executable file.
5736 \c         mov     dx,hello
5737 \c         mov     ah,9
5738 \c         int     0x21
5740 The above is the main program: load \c{DS:DX} with a pointer to the
5741 greeting message (\c{hello} is implicitly relative to the segment
5742 \c{data}, which was loaded into \c{DS} in the setup code, so the
5743 full pointer is valid), and call the DOS print-string function.
5745 \c         mov     ax,0x4c00
5746 \c         int     0x21
5748 This terminates the program using another DOS system call.
5750 \c segment data
5752 \c hello:  db      'hello, world', 13, 10, '$'
5754 The data segment contains the string we want to display.
5756 \c segment stack stack
5757 \c         resb 64
5758 \c stacktop:
5760 The above code declares a stack segment containing 64 bytes of
5761 uninitialized stack space, and points \c{stacktop} at the top of it.
5762 The directive \c{segment stack stack} defines a segment \e{called}
5763 \c{stack}, and also of \e{type} \c{STACK}. The latter is not
5764 necessary to the correct running of the program, but linkers are
5765 likely to issue warnings or errors if your program has no segment of
5766 type \c{STACK}.
5768 The above file, when assembled into a \c{.OBJ} file, will link on
5769 its own to a valid \c{.EXE} file, which when run will print `hello,
5770 world' and then exit.
5773 \S{binexe} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.EXE} Files
5775 The \c{.EXE} file format is simple enough that it's possible to
5776 build a \c{.EXE} file by writing a pure-binary program and sticking
5777 a 32-byte header on the front. This header is simple enough that it
5778 can be generated using \c{DB} and \c{DW} commands by NASM itself, so
5779 that you can use the \c{bin} output format to directly generate
5780 \c{.EXE} files.
5782 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
5783 subdirectory, is a file \i\c{exebin.mac} of macros. It defines three
5784 macros: \i\c{EXE_begin}, \i\c{EXE_stack} and \i\c{EXE_end}.
5786 To produce a \c{.EXE} file using this method, you should start by
5787 using \c{%include} to load the \c{exebin.mac} macro package into
5788 your source file. You should then issue the \c{EXE_begin} macro call
5789 (which takes no arguments) to generate the file header data. Then
5790 write code as normal for the \c{bin} format - you can use all three
5791 standard sections \c{.text}, \c{.data} and \c{.bss}. At the end of
5792 the file you should call the \c{EXE_end} macro (again, no arguments),
5793 which defines some symbols to mark section sizes, and these symbols
5794 are referred to in the header code generated by \c{EXE_begin}.
5796 In this model, the code you end up writing starts at \c{0x100}, just
5797 like a \c{.COM} file - in fact, if you strip off the 32-byte header
5798 from the resulting \c{.EXE} file, you will have a valid \c{.COM}
5799 program. All the segment bases are the same, so you are limited to a
5800 64K program, again just like a \c{.COM} file. Note that an \c{ORG}
5801 directive is issued by the \c{EXE_begin} macro, so you should not
5802 explicitly issue one of your own.
5804 You can't directly refer to your segment base value, unfortunately,
5805 since this would require a relocation in the header, and things
5806 would get a lot more complicated. So you should get your segment
5807 base by copying it out of \c{CS} instead.
5809 On entry to your \c{.EXE} file, \c{SS:SP} are already set up to
5810 point to the top of a 2Kb stack. You can adjust the default stack
5811 size of 2Kb by calling the \c{EXE_stack} macro. For example, to
5812 change the stack size of your program to 64 bytes, you would call
5813 \c{EXE_stack 64}.
5815 A sample program which generates a \c{.EXE} file in this way is
5816 given in the \c{test} subdirectory of the NASM archive, as
5817 \c{binexe.asm}.
5820 \H{comfiles} Producing \i\c{.COM} Files
5822 While large DOS programs must be written as \c{.EXE} files, small
5823 ones are often better written as \c{.COM} files. \c{.COM} files are
5824 pure binary, and therefore most easily produced using the \c{bin}
5825 output format.
5828 \S{combinfmt} Using the \c{bin} Format To Generate \c{.COM} Files
5830 \c{.COM} files expect to be loaded at offset \c{100h} into their
5831 segment (though the segment may change). Execution then begins at
5832 \I\c{ORG}\c{100h}, i.e. right at the start of the program. So to
5833 write a \c{.COM} program, you would create a source file looking
5834 like
5836 \c         org 100h
5838 \c section .text
5840 \c start:
5841 \c         ; put your code here
5843 \c section .data
5845 \c         ; put data items here
5847 \c section .bss
5849 \c         ; put uninitialized data here
5851 The \c{bin} format puts the \c{.text} section first in the file, so
5852 you can declare data or BSS items before beginning to write code if
5853 you want to and the code will still end up at the front of the file
5854 where it belongs.
5856 The BSS (uninitialized data) section does not take up space in the
5857 \c{.COM} file itself: instead, addresses of BSS items are resolved
5858 to point at space beyond the end of the file, on the grounds that
5859 this will be free memory when the program is run. Therefore you
5860 should not rely on your BSS being initialized to all zeros when you
5861 run.
5863 To assemble the above program, you should use a command line like
5865 \c nasm myprog.asm -fbin -o myprog.com
5867 The \c{bin} format would produce a file called \c{myprog} if no
5868 explicit output file name were specified, so you have to override it
5869 and give the desired file name.
5872 \S{comobjfmt} Using the \c{obj} Format To Generate \c{.COM} Files
5874 If you are writing a \c{.COM} program as more than one module, you
5875 may wish to assemble several \c{.OBJ} files and link them together
5876 into a \c{.COM} program. You can do this, provided you have a linker
5877 capable of outputting \c{.COM} files directly (\i{TLINK} does this),
5878 or alternatively a converter program such as \i\c{EXE2BIN} to
5879 transform the \c{.EXE} file output from the linker into a \c{.COM}
5880 file.
5882 If you do this, you need to take care of several things:
5884 \b The first object file containing code should start its code
5885 segment with a line like \c{RESB 100h}. This is to ensure that the
5886 code begins at offset \c{100h} relative to the beginning of the code
5887 segment, so that the linker or converter program does not have to
5888 adjust address references within the file when generating the
5889 \c{.COM} file. Other assemblers use an \i\c{ORG} directive for this
5890 purpose, but \c{ORG} in NASM is a format-specific directive to the
5891 \c{bin} output format, and does not mean the same thing as it does
5892 in MASM-compatible assemblers.
5894 \b You don't need to define a stack segment.
5896 \b All your segments should be in the same group, so that every time
5897 your code or data references a symbol offset, all offsets are
5898 relative to the same segment base. This is because, when a \c{.COM}
5899 file is loaded, all the segment registers contain the same value.
5902 \H{sysfiles} Producing \i\c{.SYS} Files
5904 \i{MS-DOS device drivers} - \c{.SYS} files - are pure binary files,
5905 similar to \c{.COM} files, except that they start at origin zero
5906 rather than \c{100h}. Therefore, if you are writing a device driver
5907 using the \c{bin} format, you do not need the \c{ORG} directive,
5908 since the default origin for \c{bin} is zero. Similarly, if you are
5909 using \c{obj}, you do not need the \c{RESB 100h} at the start of
5910 your code segment.
5912 \c{.SYS} files start with a header structure, containing pointers to
5913 the various routines inside the driver which do the work. This
5914 structure should be defined at the start of the code segment, even
5915 though it is not actually code.
5917 For more information on the format of \c{.SYS} files, and the data
5918 which has to go in the header structure, a list of books is given in
5919 the Frequently Asked Questions list for the newsgroup
5920 \W{news:comp.os.msdos.programmer}\i\c{comp.os.msdos.programmer}.
5923 \H{16c} Interfacing to 16-bit C Programs
5925 This section covers the basics of writing assembly routines that
5926 call, or are called from, C programs. To do this, you would
5927 typically write an assembly module as a \c{.OBJ} file, and link it
5928 with your C modules to produce a \i{mixed-language program}.
5931 \S{16cunder} External Symbol Names
5933 \I{C symbol names}\I{underscore, in C symbols}C compilers have the
5934 convention that the names of all global symbols (functions or data)
5935 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
5936 appears in the C program. So, for example, the function a C
5937 programmer thinks of as \c{printf} appears to an assembly language
5938 programmer as \c{_printf}. This means that in your assembly
5939 programs, you can define symbols without a leading underscore, and
5940 not have to worry about name clashes with C symbols.
5942 If you find the underscores inconvenient, you can define macros to
5943 replace the \c{GLOBAL} and \c{EXTERN} directives as follows:
5945 \c %macro  cglobal 1
5947 \c   global  _%1
5948 \c   %define %1 _%1
5950 \c %endmacro
5952 \c %macro  cextern 1
5954 \c   extern  _%1
5955 \c   %define %1 _%1
5957 \c %endmacro
5959 (These forms of the macros only take one argument at a time; a
5960 \c{%rep} construct could solve this.)
5962 If you then declare an external like this:
5964 \c cextern printf
5966 then the macro will expand it as
5968 \c extern  _printf
5969 \c %define printf _printf
5971 Thereafter, you can reference \c{printf} as if it was a symbol, and
5972 the preprocessor will put the leading underscore on where necessary.
5974 The \c{cglobal} macro works similarly. You must use \c{cglobal}
5975 before defining the symbol in question, but you would have had to do
5976 that anyway if you used \c{GLOBAL}.
5978 Also see \k{opt-pfix}.
5980 \S{16cmodels} \i{Memory Models}
5982 NASM contains no mechanism to support the various C memory models
5983 directly; you have to keep track yourself of which one you are
5984 writing for. This means you have to keep track of the following
5985 things:
5987 \b In models using a single code segment (tiny, small and compact),
5988 functions are near. This means that function pointers, when stored
5989 in data segments or pushed on the stack as function arguments, are
5990 16 bits long and contain only an offset field (the \c{CS} register
5991 never changes its value, and always gives the segment part of the
5992 full function address), and that functions are called using ordinary
5993 near \c{CALL} instructions and return using \c{RETN} (which, in
5994 NASM, is synonymous with \c{RET} anyway). This means both that you
5995 should write your own routines to return with \c{RETN}, and that you
5996 should call external C routines with near \c{CALL} instructions.
5998 \b In models using more than one code segment (medium, large and
5999 huge), functions are far. This means that function pointers are 32
6000 bits long (consisting of a 16-bit offset followed by a 16-bit
6001 segment), and that functions are called using \c{CALL FAR} (or
6002 \c{CALL seg:offset}) and return using \c{RETF}. Again, you should
6003 therefore write your own routines to return with \c{RETF} and use
6004 \c{CALL FAR} to call external routines.
6006 \b In models using a single data segment (tiny, small and medium),
6007 data pointers are 16 bits long, containing only an offset field (the
6008 \c{DS} register doesn't change its value, and always gives the
6009 segment part of the full data item address).
6011 \b In models using more than one data segment (compact, large and
6012 huge), data pointers are 32 bits long, consisting of a 16-bit offset
6013 followed by a 16-bit segment. You should still be careful not to
6014 modify \c{DS} in your routines without restoring it afterwards, but
6015 \c{ES} is free for you to use to access the contents of 32-bit data
6016 pointers you are passed.
6018 \b The huge memory model allows single data items to exceed 64K in
6019 size. In all other memory models, you can access the whole of a data
6020 item just by doing arithmetic on the offset field of the pointer you
6021 are given, whether a segment field is present or not; in huge model,
6022 you have to be more careful of your pointer arithmetic.
6024 \b In most memory models, there is a \e{default} data segment, whose
6025 segment address is kept in \c{DS} throughout the program. This data
6026 segment is typically the same segment as the stack, kept in \c{SS},
6027 so that functions' local variables (which are stored on the stack)
6028 and global data items can both be accessed easily without changing
6029 \c{DS}. Particularly large data items are typically stored in other
6030 segments. However, some memory models (though not the standard
6031 ones, usually) allow the assumption that \c{SS} and \c{DS} hold the
6032 same value to be removed. Be careful about functions' local
6033 variables in this latter case.
6035 In models with a single code segment, the segment is called
6036 \i\c{_TEXT}, so your code segment must also go by this name in order
6037 to be linked into the same place as the main code segment. In models
6038 with a single data segment, or with a default data segment, it is
6039 called \i\c{_DATA}.
6042 \S{16cfunc} Function Definitions and Function Calls
6044 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention} in
6045 16-bit programs is as follows. In the following description, the
6046 words \e{caller} and \e{callee} are used to denote the function
6047 doing the calling and the function which gets called.
6049 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6050 after another, in reverse order (right to left, so that the first
6051 argument specified to the function is pushed last).
6053 \b The caller then executes a \c{CALL} instruction to pass control
6054 to the callee. This \c{CALL} is either near or far depending on the
6055 memory model.
6057 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6058 actually necessary, in functions which do not need to access their
6059 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6060 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6061 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6062 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6063 any C function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as
6064 a \i\e{frame pointer}, must push the previous value first.
6066 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6067 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6068 pushed; the next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6069 return address, pushed implicitly by \c{CALL}. In a small-model
6070 (near) function, the parameters start after that, at \c{[BP+4]}; in
6071 a large-model (far) function, the segment part of the return address
6072 lives at \c{[BP+4]}, and the parameters begin at \c{[BP+6]}. The
6073 leftmost parameter of the function, since it was pushed last, is
6074 accessible at this offset from \c{BP}; the others follow, at
6075 successively greater offsets. Thus, in a function such as \c{printf}
6076 which takes a variable number of parameters, the pushing of the
6077 parameters in reverse order means that the function knows where to
6078 find its first parameter, which tells it the number and type of the
6079 remaining ones.
6081 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6082 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6083 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6085 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6086 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6087 of the value. Floating-point results are sometimes (depending on the
6088 compiler) returned in \c{ST0}.
6090 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6091 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6092 value of \c{BP}, and returns via \c{RETN} or \c{RETF} depending on
6093 memory model.
6095 \b When the caller regains control from the callee, the function
6096 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
6097 constant to \c{SP} to remove them (instead of executing a number of
6098 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
6099 called with the wrong number of parameters due to a prototype
6100 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
6101 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
6102 removing.
6104 It is instructive to compare this calling convention with that for
6105 Pascal programs (described in \k{16bpfunc}). Pascal has a simpler
6106 convention, since no functions have variable numbers of parameters.
6107 Therefore the callee knows how many parameters it should have been
6108 passed, and is able to deallocate them from the stack itself by
6109 passing an immediate argument to the \c{RET} or \c{RETF}
6110 instruction, so the caller does not have to do it. Also, the
6111 parameters are pushed in left-to-right order, not right-to-left,
6112 which means that a compiler can give better guarantees about
6113 sequence points without performance suffering.
6115 Thus, you would define a function in C style in the following way.
6116 The following example is for small model:
6118 \c global  _myfunc
6120 \c _myfunc:
6121 \c         push    bp
6122 \c         mov     bp,sp
6123 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6124 \c         mov     bx,[bp+4]       ; first parameter to function
6126 \c         ; some more code
6128 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6129 \c         pop     bp
6130 \c         ret
6132 For a large-model function, you would replace \c{RET} by \c{RETF},
6133 and look for the first parameter at \c{[BP+6]} instead of
6134 \c{[BP+4]}. Of course, if one of the parameters is a pointer, then
6135 the offsets of \e{subsequent} parameters will change depending on
6136 the memory model as well: far pointers take up four bytes on the
6137 stack when passed as a parameter, whereas near pointers take up two.
6139 At the other end of the process, to call a C function from your
6140 assembly code, you would do something like this:
6142 \c extern  _printf
6144 \c       ; and then, further down...
6146 \c       push    word [myint]        ; one of my integer variables
6147 \c       push    word mystring       ; pointer into my data segment
6148 \c       call    _printf
6149 \c       add     sp,byte 4           ; `byte' saves space
6151 \c       ; then those data items...
6153 \c segment _DATA
6155 \c myint         dw    1234
6156 \c mystring      db    'This number -> %d <- should be 1234',10,0
6158 This piece of code is the small-model assembly equivalent of the C
6159 code
6161 \c     int myint = 1234;
6162 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
6164 In large model, the function-call code might look more like this. In
6165 this example, it is assumed that \c{DS} already holds the segment
6166 base of the segment \c{_DATA}. If not, you would have to initialize
6167 it first.
6169 \c       push    word [myint]
6170 \c       push    word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6171 \c       push    word mystring       ; ... offset of "mystring"
6172 \c       call    far _printf
6173 \c       add    sp,byte 6
6175 The integer value still takes up one word on the stack, since large
6176 model does not affect the size of the \c{int} data type. The first
6177 argument (pushed last) to \c{printf}, however, is a data pointer,
6178 and therefore has to contain a segment and offset part. The segment
6179 should be stored second in memory, and therefore must be pushed
6180 first. (Of course, \c{PUSH DS} would have been a shorter instruction
6181 than \c{PUSH WORD SEG mystring}, if \c{DS} was set up as the above
6182 example assumed.) Then the actual call becomes a far call, since
6183 functions expect far calls in large model; and \c{SP} has to be
6184 increased by 6 rather than 4 afterwards to make up for the extra
6185 word of parameters.
6188 \S{16cdata} Accessing Data Items
6190 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
6191 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
6192 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
6193 in \k{16cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
6194 accessed from assembler as
6196 \c extern _i
6198 \c         mov ax,[_i]
6200 And to declare your own integer variable which C programs can access
6201 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
6202 the \c{_DATA} segment, if necessary):
6204 \c global  _j
6206 \c _j      dw      0
6208 To access a C array, you need to know the size of the components of
6209 the array. For example, \c{int} variables are two bytes long, so if
6210 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
6211 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+6]}. (The byte offset 6 is obtained
6212 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
6213 element, 2.) The sizes of the C base types in 16-bit compilers are:
6214 1 for \c{char}, 2 for \c{short} and \c{int}, 4 for \c{long} and
6215 \c{float}, and 8 for \c{double}.
6217 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
6218 the base of the structure to the field you are interested in. You
6219 can either do this by converting the C structure definition into a
6220 NASM structure definition (using \i\c{STRUC}), or by calculating the
6221 one offset and using just that.
6223 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
6224 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
6225 alignment to structure members in its own \c{STRUC} macro, so you
6226 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
6227 Typically, you might find that a structure like
6229 \c struct {
6230 \c     char c;
6231 \c     int i;
6232 \c } foo;
6234 might be four bytes long rather than three, since the \c{int} field
6235 would be aligned to a two-byte boundary. However, this sort of
6236 feature tends to be a configurable option in the C compiler, either
6237 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
6238 out how your own compiler does it.
6241 \S{16cmacro} \i\c{c16.mac}: Helper Macros for the 16-bit C Interface
6243 Included in the NASM archives, in the \I{misc subdirectory}\c{misc}
6244 directory, is a file \c{c16.mac} of macros. It defines three macros:
6245 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
6246 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
6247 the work involved in keeping track of the calling convention.
6249 (An alternative, TASM compatible form of \c{arg} is also now built
6250 into NASM's preprocessor. See \k{stackrel} for details.)
6252 An example of an assembly function using the macro set is given
6253 here:
6255 \c proc    _nearproc
6257 \c %$i     arg
6258 \c %$j     arg
6259 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6260 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6261 \c         add     ax,[bx]
6263 \c endproc
6265 This defines \c{_nearproc} to be a procedure taking two arguments,
6266 the first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
6267 integer. It returns \c{i + *j}.
6269 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
6270 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
6271 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
6272 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
6273 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
6274 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
6275 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
6277 The macro set produces code for near functions (tiny, small and
6278 compact-model code) by default. You can have it generate far
6279 functions (medium, large and huge-model code) by means of coding
6280 \I\c{FARCODE}\c{%define FARCODE}. This changes the kind of return
6281 instruction generated by \c{endproc}, and also changes the starting
6282 point for the argument offsets. The macro set contains no intrinsic
6283 dependency on whether data pointers are far or not.
6285 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
6286 argument. If no size is given, 2 is assumed, since it is likely that
6287 many function parameters will be of type \c{int}.
6289 The large-model equivalent of the above function would look like this:
6291 \c %define FARCODE
6293 \c proc    _farproc
6295 \c %$i     arg
6296 \c %$j     arg     4
6297 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6298 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6299 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6300 \c         add     ax,[bx]
6302 \c endproc
6304 This makes use of the argument to the \c{arg} macro to define a
6305 parameter of size 4, because \c{j} is now a far pointer. When we
6306 load from \c{j}, we must load a segment and an offset.
6309 \H{16bp} Interfacing to \i{Borland Pascal} Programs
6311 Interfacing to Borland Pascal programs is similar in concept to
6312 interfacing to 16-bit C programs. The differences are:
6314 \b The leading underscore required for interfacing to C programs is
6315 not required for Pascal.
6317 \b The memory model is always large: functions are far, data
6318 pointers are far, and no data item can be more than 64K long.
6319 (Actually, some functions are near, but only those functions that
6320 are local to a Pascal unit and never called from outside it. All
6321 assembly functions that Pascal calls, and all Pascal functions that
6322 assembly routines are able to call, are far.) However, all static
6323 data declared in a Pascal program goes into the default data
6324 segment, which is the one whose segment address will be in \c{DS}
6325 when control is passed to your assembly code. The only things that
6326 do not live in the default data segment are local variables (they
6327 live in the stack segment) and dynamically allocated variables. All
6328 data \e{pointers}, however, are far.
6330 \b The function calling convention is different - described below.
6332 \b Some data types, such as strings, are stored differently.
6334 \b There are restrictions on the segment names you are allowed to
6335 use - Borland Pascal will ignore code or data declared in a segment
6336 it doesn't like the name of. The restrictions are described below.
6339 \S{16bpfunc} The Pascal Calling Convention
6341 \I{functions, Pascal calling convention}\I{Pascal calling
6342 convention}The 16-bit Pascal calling convention is as follows. In
6343 the following description, the words \e{caller} and \e{callee} are
6344 used to denote the function doing the calling and the function which
6345 gets called.
6347 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6348 after another, in normal order (left to right, so that the first
6349 argument specified to the function is pushed first).
6351 \b The caller then executes a far \c{CALL} instruction to pass
6352 control to the callee.
6354 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6355 actually necessary, in functions which do not need to access their
6356 parameters) starts by saving the value of \c{SP} in \c{BP} so as to
6357 be able to use \c{BP} as a base pointer to find its parameters on
6358 the stack. However, the caller was probably doing this too, so part
6359 of the calling convention states that \c{BP} must be preserved by
6360 any function. Hence the callee, if it is going to set up \c{BP} as a
6361 \i{frame pointer}, must push the previous value first.
6363 \b The callee may then access its parameters relative to \c{BP}.
6364 The word at \c{[BP]} holds the previous value of \c{BP} as it was
6365 pushed. The next word, at \c{[BP+2]}, holds the offset part of the
6366 return address, and the next one at \c{[BP+4]} the segment part. The
6367 parameters begin at \c{[BP+6]}. The rightmost parameter of the
6368 function, since it was pushed last, is accessible at this offset
6369 from \c{BP}; the others follow, at successively greater offsets.
6371 \b The callee may also wish to decrease \c{SP} further, so as to
6372 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6373 accessible at negative offsets from \c{BP}.
6375 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6376 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{DX:AX} depending on the size
6377 of the value. Floating-point results are returned in \c{ST0}.
6378 Results of type \c{Real} (Borland's own custom floating-point data
6379 type, not handled directly by the FPU) are returned in \c{DX:BX:AX}.
6380 To return a result of type \c{String}, the caller pushes a pointer
6381 to a temporary string before pushing the parameters, and the callee
6382 places the returned string value at that location. The pointer is
6383 not a parameter, and should not be removed from the stack by the
6384 \c{RETF} instruction.
6386 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{SP} from
6387 \c{BP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6388 value of \c{BP}, and returns via \c{RETF}. It uses the form of
6389 \c{RETF} with an immediate parameter, giving the number of bytes
6390 taken up by the parameters on the stack. This causes the parameters
6391 to be removed from the stack as a side effect of the return
6392 instruction.
6394 \b When the caller regains control from the callee, the function
6395 parameters have already been removed from the stack, so it needs to
6396 do nothing further.
6398 Thus, you would define a function in Pascal style, taking two
6399 \c{Integer}-type parameters, in the following way:
6401 \c global  myfunc
6403 \c myfunc: push    bp
6404 \c         mov     bp,sp
6405 \c         sub     sp,0x40         ; 64 bytes of local stack space
6406 \c         mov     bx,[bp+8]       ; first parameter to function
6407 \c         mov     bx,[bp+6]       ; second parameter to function
6409 \c         ; some more code
6411 \c         mov     sp,bp           ; undo "sub sp,0x40" above
6412 \c         pop     bp
6413 \c         retf    4               ; total size of params is 4
6415 At the other end of the process, to call a Pascal function from your
6416 assembly code, you would do something like this:
6418 \c extern  SomeFunc
6420 \c        ; and then, further down...
6422 \c        push   word seg mystring   ; Now push the segment, and...
6423 \c        push   word mystring       ; ... offset of "mystring"
6424 \c        push   word [myint]        ; one of my variables
6425 \c        call   far SomeFunc
6427 This is equivalent to the Pascal code
6429 \c procedure SomeFunc(String: PChar; Int: Integer);
6430 \c     SomeFunc(@mystring, myint);
6433 \S{16bpseg} Borland Pascal \I{segment names, Borland Pascal}Segment
6434 Name Restrictions
6436 Since Borland Pascal's internal unit file format is completely
6437 different from \c{OBJ}, it only makes a very sketchy job of actually
6438 reading and understanding the various information contained in a
6439 real \c{OBJ} file when it links that in. Therefore an object file
6440 intended to be linked to a Pascal program must obey a number of
6441 restrictions:
6443 \b Procedures and functions must be in a segment whose name is
6444 either \c{CODE}, \c{CSEG}, or something ending in \c{_TEXT}.
6446 \b initialized data must be in a segment whose name is either
6447 \c{CONST} or something ending in \c{_DATA}.
6449 \b Uninitialized data must be in a segment whose name is either
6450 \c{DATA}, \c{DSEG}, or something ending in \c{_BSS}.
6452 \b Any other segments in the object file are completely ignored.
6453 \c{GROUP} directives and segment attributes are also ignored.
6456 \S{16bpmacro} Using \i\c{c16.mac} With Pascal Programs
6458 The \c{c16.mac} macro package, described in \k{16cmacro}, can also
6459 be used to simplify writing functions to be called from Pascal
6460 programs, if you code \I\c{PASCAL}\c{%define PASCAL}. This
6461 definition ensures that functions are far (it implies
6462 \i\c{FARCODE}), and also causes procedure return instructions to be
6463 generated with an operand.
6465 Defining \c{PASCAL} does not change the code which calculates the
6466 argument offsets; you must declare your function's arguments in
6467 reverse order. For example:
6469 \c %define PASCAL
6471 \c proc    _pascalproc
6473 \c %$j     arg 4
6474 \c %$i     arg
6475 \c         mov     ax,[bp + %$i]
6476 \c         mov     bx,[bp + %$j]
6477 \c         mov     es,[bp + %$j + 2]
6478 \c         add     ax,[bx]
6480 \c endproc
6482 This defines the same routine, conceptually, as the example in
6483 \k{16cmacro}: it defines a function taking two arguments, an integer
6484 and a pointer to an integer, which returns the sum of the integer
6485 and the contents of the pointer. The only difference between this
6486 code and the large-model C version is that \c{PASCAL} is defined
6487 instead of \c{FARCODE}, and that the arguments are declared in
6488 reverse order.
6491 \C{32bit} Writing 32-bit Code (Unix, Win32, DJGPP)
6493 This chapter attempts to cover some of the common issues involved
6494 when writing 32-bit code, to run under \i{Win32} or Unix, or to be
6495 linked with C code generated by a Unix-style C compiler such as
6496 \i{DJGPP}. It covers how to write assembly code to interface with
6497 32-bit C routines, and how to write position-independent code for
6498 shared libraries.
6500 Almost all 32-bit code, and in particular all code running under
6501 \c{Win32}, \c{DJGPP} or any of the PC Unix variants, runs in \I{flat
6502 memory model}\e{flat} memory model. This means that the segment registers
6503 and paging have already been set up to give you the same 32-bit 4Gb
6504 address space no matter what segment you work relative to, and that
6505 you should ignore all segment registers completely. When writing
6506 flat-model application code, you never need to use a segment
6507 override or modify any segment register, and the code-section
6508 addresses you pass to \c{CALL} and \c{JMP} live in the same address
6509 space as the data-section addresses you access your variables by and
6510 the stack-section addresses you access local variables and procedure
6511 parameters by. Every address is 32 bits long and contains only an
6512 offset part.
6515 \H{32c} Interfacing to 32-bit C Programs
6517 A lot of the discussion in \k{16c}, about interfacing to 16-bit C
6518 programs, still applies when working in 32 bits. The absence of
6519 memory models or segmentation worries simplifies things a lot.
6522 \S{32cunder} External Symbol Names
6524 Most 32-bit C compilers share the convention used by 16-bit
6525 compilers, that the names of all global symbols (functions or data)
6526 they define are formed by prefixing an underscore to the name as it
6527 appears in the C program. However, not all of them do: the \c{ELF}
6528 specification states that C symbols do \e{not} have a leading
6529 underscore on their assembly-language names.
6531 The older Linux \c{a.out} C compiler, all \c{Win32} compilers,
6532 \c{DJGPP}, and \c{NetBSD} and \c{FreeBSD}, all use the leading
6533 underscore; for these compilers, the macros \c{cextern} and
6534 \c{cglobal}, as given in \k{16cunder}, will still work. For \c{ELF},
6535 though, the leading underscore should not be used.
6537 See also \k{opt-pfix}.
6539 \S{32cfunc} Function Definitions and Function Calls
6541 \I{functions, C calling convention}The \i{C calling convention}
6542 in 32-bit programs is as follows. In the following description,
6543 the words \e{caller} and \e{callee} are used to denote
6544 the function doing the calling and the function which gets called.
6546 \b The caller pushes the function's parameters on the stack, one
6547 after another, in reverse order (right to left, so that the first
6548 argument specified to the function is pushed last).
6550 \b The caller then executes a near \c{CALL} instruction to pass
6551 control to the callee.
6553 \b The callee receives control, and typically (although this is not
6554 actually necessary, in functions which do not need to access their
6555 parameters) starts by saving the value of \c{ESP} in \c{EBP} so as
6556 to be able to use \c{EBP} as a base pointer to find its parameters
6557 on the stack. However, the caller was probably doing this too, so
6558 part of the calling convention states that \c{EBP} must be preserved
6559 by any C function. Hence the callee, if it is going to set up
6560 \c{EBP} as a \i{frame pointer}, must push the previous value first.
6562 \b The callee may then access its parameters relative to \c{EBP}.
6563 The doubleword at \c{[EBP]} holds the previous value of \c{EBP} as
6564 it was pushed; the next doubleword, at \c{[EBP+4]}, holds the return
6565 address, pushed implicitly by \c{CALL}. The parameters start after
6566 that, at \c{[EBP+8]}. The leftmost parameter of the function, since
6567 it was pushed last, is accessible at this offset from \c{EBP}; the
6568 others follow, at successively greater offsets. Thus, in a function
6569 such as \c{printf} which takes a variable number of parameters, the
6570 pushing of the parameters in reverse order means that the function
6571 knows where to find its first parameter, which tells it the number
6572 and type of the remaining ones.
6574 \b The callee may also wish to decrease \c{ESP} further, so as to
6575 allocate space on the stack for local variables, which will then be
6576 accessible at negative offsets from \c{EBP}.
6578 \b The callee, if it wishes to return a value to the caller, should
6579 leave the value in \c{AL}, \c{AX} or \c{EAX} depending on the size
6580 of the value. Floating-point results are typically returned in
6581 \c{ST0}.
6583 \b Once the callee has finished processing, it restores \c{ESP} from
6584 \c{EBP} if it had allocated local stack space, then pops the previous
6585 value of \c{EBP}, and returns via \c{RET} (equivalently, \c{RETN}).
6587 \b When the caller regains control from the callee, the function
6588 parameters are still on the stack, so it typically adds an immediate
6589 constant to \c{ESP} to remove them (instead of executing a number of
6590 slow \c{POP} instructions). Thus, if a function is accidentally
6591 called with the wrong number of parameters due to a prototype
6592 mismatch, the stack will still be returned to a sensible state since
6593 the caller, which \e{knows} how many parameters it pushed, does the
6594 removing.
6596 There is an alternative calling convention used by Win32 programs
6597 for Windows API calls, and also for functions called \e{by} the
6598 Windows API such as window procedures: they follow what Microsoft
6599 calls the \c{__stdcall} convention. This is slightly closer to the
6600 Pascal convention, in that the callee clears the stack by passing a
6601 parameter to the \c{RET} instruction. However, the parameters are
6602 still pushed in right-to-left order.
6604 Thus, you would define a function in C style in the following way:
6606 \c global  _myfunc
6608 \c _myfunc:
6609 \c         push    ebp
6610 \c         mov     ebp,esp
6611 \c         sub     esp,0x40        ; 64 bytes of local stack space
6612 \c         mov     ebx,[ebp+8]     ; first parameter to function
6614 \c         ; some more code
6616 \c         leave                   ; mov esp,ebp / pop ebp
6617 \c         ret
6619 At the other end of the process, to call a C function from your
6620 assembly code, you would do something like this:
6622 \c extern  _printf
6624 \c         ; and then, further down...
6626 \c         push    dword [myint]   ; one of my integer variables
6627 \c         push    dword mystring  ; pointer into my data segment
6628 \c         call    _printf
6629 \c         add     esp,byte 8      ; `byte' saves space
6631 \c         ; then those data items...
6633 \c segment _DATA
6635 \c myint       dd   1234
6636 \c mystring    db   'This number -> %d <- should be 1234',10,0
6638 This piece of code is the assembly equivalent of the C code
6640 \c     int myint = 1234;
6641 \c     printf("This number -> %d <- should be 1234\n", myint);
6644 \S{32cdata} Accessing Data Items
6646 To get at the contents of C variables, or to declare variables which
6647 C can access, you need only declare the names as \c{GLOBAL} or
6648 \c{EXTERN}. (Again, the names require leading underscores, as stated
6649 in \k{32cunder}.) Thus, a C variable declared as \c{int i} can be
6650 accessed from assembler as
6652 \c           extern _i
6653 \c           mov eax,[_i]
6655 And to declare your own integer variable which C programs can access
6656 as \c{extern int j}, you do this (making sure you are assembling in
6657 the \c{_DATA} segment, if necessary):
6659 \c           global _j
6660 \c _j        dd 0
6662 To access a C array, you need to know the size of the components of
6663 the array. For example, \c{int} variables are four bytes long, so if
6664 a C program declares an array as \c{int a[10]}, you can access
6665 \c{a[3]} by coding \c{mov ax,[_a+12]}. (The byte offset 12 is obtained
6666 by multiplying the desired array index, 3, by the size of the array
6667 element, 4.) The sizes of the C base types in 32-bit compilers are:
6668 1 for \c{char}, 2 for \c{short}, 4 for \c{int}, \c{long} and
6669 \c{float}, and 8 for \c{double}. Pointers, being 32-bit addresses,
6670 are also 4 bytes long.
6672 To access a C \i{data structure}, you need to know the offset from
6673 the base of the structure to the field you are interested in. You
6674 can either do this by converting the C structure definition into a
6675 NASM structure definition (using \c{STRUC}), or by calculating the
6676 one offset and using just that.
6678 To do either of these, you should read your C compiler's manual to
6679 find out how it organizes data structures. NASM gives no special
6680 alignment to structure members in its own \i\c{STRUC} macro, so you
6681 have to specify alignment yourself if the C compiler generates it.
6682 Typically, you might find that a structure like
6684 \c struct {
6685 \c     char c;
6686 \c     int i;
6687 \c } foo;
6689 might be eight bytes long rather than five, since the \c{int} field
6690 would be aligned to a four-byte boundary. However, this sort of
6691 feature is sometimes a configurable option in the C compiler, either
6692 using command-line options or \c{#pragma} lines, so you have to find
6693 out how your own compiler does it.
6696 \S{32cmacro} \i\c{c32.mac}: Helper Macros for the 32-bit C Interface
6698 Included in the NASM archives, in the \I{misc directory}\c{misc}
6699 directory, is a file \c{c32.mac} of macros. It defines three macros:
6700 \i\c{proc}, \i\c{arg} and \i\c{endproc}. These are intended to be
6701 used for C-style procedure definitions, and they automate a lot of
6702 the work involved in keeping track of the calling convention.
6704 An example of an assembly function using the macro set is given
6705 here:
6707 \c proc    _proc32
6709 \c %$i     arg
6710 \c %$j     arg
6711 \c         mov     eax,[ebp + %$i]
6712 \c         mov     ebx,[ebp + %$j]
6713 \c         add     eax,[ebx]
6715 \c endproc
6717 This defines \c{_proc32} to be a procedure taking two arguments, the
6718 first (\c{i}) an integer and the second (\c{j}) a pointer to an
6719 integer. It returns \c{i + *j}.
6721 Note that the \c{arg} macro has an \c{EQU} as the first line of its
6722 expansion, and since the label before the macro call gets prepended
6723 to the first line of the expanded macro, the \c{EQU} works, defining
6724 \c{%$i} to be an offset from \c{BP}. A context-local variable is
6725 used, local to the context pushed by the \c{proc} macro and popped
6726 by the \c{endproc} macro, so that the same argument name can be used
6727 in later procedures. Of course, you don't \e{have} to do that.
6729 \c{arg} can take an optional parameter, giving the size of the
6730 argument. If no size is given, 4 is assumed, since it is likely that
6731 many function parameters will be of type \c{int} or pointers.
6734 \H{picdll} Writing NetBSD/FreeBSD/OpenBSD and Linux/ELF \i{Shared
6735 Libraries}
6737 \c{ELF} replaced the older \c{a.out} object file format under Linux
6738 because it contains support for \i{position-independent code}
6739 (\i{PIC}), which makes writing shared libraries much easier. NASM
6740 supports the \c{ELF} position-independent code features, so you can
6741 write Linux \c{ELF} shared libraries in NASM.
6743 \i{NetBSD}, and its close cousins \i{FreeBSD} and \i{OpenBSD}, take
6744 a different approach by hacking PIC support into the \c{a.out}
6745 format. NASM supports this as the \i\c{aoutb} output format, so you
6746 can write \i{BSD} shared libraries in NASM too.
6748 The operating system loads a PIC shared library by memory-mapping
6749 the library file at an arbitrarily chosen point in the address space
6750 of the running process. The contents of the library's code section
6751 must therefore not depend on where it is loaded in memory.
6753 Therefore, you cannot get at your variables by writing code like
6754 this:
6756 \c         mov     eax,[myvar]             ; WRONG
6758 Instead, the linker provides an area of memory called the
6759 \i\e{global offset table}, or \i{GOT}; the GOT is situated at a
6760 constant distance from your library's code, so if you can find out
6761 where your library is loaded (which is typically done using a
6762 \c{CALL} and \c{POP} combination), you can obtain the address of the
6763 GOT, and you can then load the addresses of your variables out of
6764 linker-generated entries in the GOT.
6766 The \e{data} section of a PIC shared library does not have these
6767 restrictions: since the data section is writable, it has to be
6768 copied into memory anyway rather than just paged in from the library
6769 file, so as long as it's being copied it can be relocated too. So
6770 you can put ordinary types of relocation in the data section without
6771 too much worry (but see \k{picglobal} for a caveat).
6774 \S{picgot} Obtaining the Address of the GOT
6776 Each code module in your shared library should define the GOT as an
6777 external symbol:
6779 \c extern  _GLOBAL_OFFSET_TABLE_   ; in ELF
6780 \c extern  __GLOBAL_OFFSET_TABLE_  ; in BSD a.out
6782 At the beginning of any function in your shared library which plans
6783 to access your data or BSS sections, you must first calculate the
6784 address of the GOT. This is typically done by writing the function
6785 in this form:
6787 \c func:   push    ebp
6788 \c         mov     ebp,esp
6789 \c         push    ebx
6790 \c         call    .get_GOT
6791 \c .get_GOT:
6792 \c         pop     ebx
6793 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-.get_GOT wrt ..gotpc
6795 \c         ; the function body comes here
6797 \c         mov     ebx,[ebp-4]
6798 \c         mov     esp,ebp
6799 \c         pop     ebp
6800 \c         ret
6802 (For BSD, again, the symbol \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE} requires a
6803 second leading underscore.)
6805 The first two lines of this function are simply the standard C
6806 prologue to set up a stack frame, and the last three lines are
6807 standard C function epilogue. The third line, and the fourth to last
6808 line, save and restore the \c{EBX} register, because PIC shared
6809 libraries use this register to store the address of the GOT.
6811 The interesting bit is the \c{CALL} instruction and the following
6812 two lines. The \c{CALL} and \c{POP} combination obtains the address
6813 of the label \c{.get_GOT}, without having to know in advance where
6814 the program was loaded (since the \c{CALL} instruction is encoded
6815 relative to the current position). The \c{ADD} instruction makes use
6816 of one of the special PIC relocation types: \i{GOTPC relocation}.
6817 With the \i\c{WRT ..gotpc} qualifier specified, the symbol
6818 referenced (here \c{_GLOBAL_OFFSET_TABLE_}, the special symbol
6819 assigned to the GOT) is given as an offset from the beginning of the
6820 section. (Actually, \c{ELF} encodes it as the offset from the operand
6821 field of the \c{ADD} instruction, but NASM simplifies this
6822 deliberately, so you do things the same way for both \c{ELF} and
6823 \c{BSD}.) So the instruction then \e{adds} the beginning of the section,
6824 to get the real address of the GOT, and subtracts the value of
6825 \c{.get_GOT} which it knows is in \c{EBX}. Therefore, by the time
6826 that instruction has finished, \c{EBX} contains the address of the GOT.
6828 If you didn't follow that, don't worry: it's never necessary to
6829 obtain the address of the GOT by any other means, so you can put
6830 those three instructions into a macro and safely ignore them:
6832 \c %macro  get_GOT 0
6834 \c         call    %%getgot
6835 \c   %%getgot:
6836 \c         pop     ebx
6837 \c         add     ebx,_GLOBAL_OFFSET_TABLE_+$$-%%getgot wrt ..gotpc
6839 \c %endmacro
6841 \S{piclocal} Finding Your Local Data Items
6843 Having got the GOT, you can then use it to obtain the addresses of
6844 your data items. Most variables will reside in the sections you have
6845 declared; they can be accessed using the \I{GOTOFF
6846 relocation}\c{..gotoff} special \I\c{WRT ..gotoff}\c{WRT} type. The
6847 way this works is like this:
6849 \c         lea     eax,[ebx+myvar wrt ..gotoff]
6851 The expression \c{myvar wrt ..gotoff} is calculated, when the shared
6852 library is linked, to be the offset to the local variable \c{myvar}
6853 from the beginning of the GOT. Therefore, adding it to \c{EBX} as
6854 above will place the real address of \c{myvar} in \c{EAX}.
6856 If you declare variables as \c{GLOBAL} without specifying a size for
6857 them, they are shared between code modules in the library, but do
6858 not get exported from the library to the program that loaded it.
6859 They will still be in your ordinary data and BSS sections, so you
6860 can access them in the same way as local variables, using the above
6861 \c{..gotoff} mechanism.
6863 Note that due to a peculiarity of the way BSD \c{a.out} format
6864 handles this relocation type, there must be at least one non-local
6865 symbol in the same section as the address you're trying to access.
6868 \S{picextern} Finding External and Common Data Items
6870 If your library needs to get at an external variable (external to
6871 the \e{library}, not just to one of the modules within it), you must
6872 use the \I{GOT relocations}\I\c{WRT ..got}\c{..got} type to get at
6873 it. The \c{..got} type, instead of giving you the offset from the
6874 GOT base to the variable, gives you the offset from the GOT base to
6875 a GOT \e{entry} containing the address of the variable. The linker
6876 will set up this GOT entry when it builds the library, and the
6877 dynamic linker will place the correct address in it at load time. So
6878 to obtain the address of an external variable \c{extvar} in \c{EAX},
6879 you would code
6881 \c         mov     eax,[ebx+extvar wrt ..got]
6883 This loads the address of \c{extvar} out of an entry in the GOT. The
6884 linker, when it builds the shared library, collects together every
6885 relocation of type \c{..got}, and builds the GOT so as to ensure it
6886 has every necessary entry present.
6888 Common variables must also be accessed in this way.
6891 \S{picglobal} Exporting Symbols to the Library User
6893 If you want to export symbols to the user of the library, you have
6894 to declare whether they are functions or data, and if they are data,
6895 you have to give the size of the data item. This is because the
6896 dynamic linker has to build \I{PLT}\i{procedure linkage table}
6897 entries for any exported functions, and also moves exported data
6898 items away from the library's data section in which they were
6899 declared.
6901 So to export a function to users of the library, you must use
6903 \c global  func:function           ; declare it as a function
6905 \c func:   push    ebp
6907 \c         ; etc.
6909 And to export a data item such as an array, you would have to code
6911 \c global  array:data array.end-array      ; give the size too
6913 \c array:  resd    128
6914 \c .end:
6916 Be careful: If you export a variable to the library user, by
6917 declaring it as \c{GLOBAL} and supplying a size, the variable will
6918 end up living in the data section of the main program, rather than
6919 in your library's data section, where you declared it. So you will
6920 have to access your own global variable with the \c{..got} mechanism
6921 rather than \c{..gotoff}, as if it were external (which,
6922 effectively, it has become).
6924 Equally, if you need to store the address of an exported global in
6925 one of your data sections, you can't do it by means of the standard
6926 sort of code:
6928 \c dataptr:        dd      global_data_item        ; WRONG
6930 NASM will interpret this code as an ordinary relocation, in which
6931 \c{global_data_item} is merely an offset from the beginning of the
6932 \c{.data} section (or whatever); so this reference will end up
6933 pointing at your data section instead of at the exported global
6934 which resides elsewhere.
6936 Instead of the above code, then, you must write
6938 \c dataptr:        dd      global_data_item wrt ..sym
6940 which makes use of the special \c{WRT} type \I\c{WRT ..sym}\c{..sym}
6941 to instruct NASM to search the symbol table for a particular symbol
6942 at that address, rather than just relocating by section base.
6944 Either method will work for functions: referring to one of your
6945 functions by means of
6947 \c funcptr:        dd      my_function
6949 will give the user the address of the code you wrote, whereas
6951 \c funcptr:        dd      my_function wrt .sym
6953 will give the address of the procedure linkage table for the
6954 function, which is where the calling program will \e{believe} the
6955 function lives. Either address is a valid way to call the function.
6958 \S{picproc} Calling Procedures Outside the Library
6960 Calling procedures outside your shared library has to be done by
6961 means of a \i\e{procedure linkage table}, or \i{PLT}. The PLT is
6962 placed at a known offset from where the library is loaded, so the
6963 library code can make calls to the PLT in a position-independent
6964 way. Within the PLT there is code to jump to offsets contained in
6965 the GOT, so function calls to other shared libraries or to routines
6966 in the main program can be transparently passed off to their real
6967 destinations.
6969 To call an external routine, you must use another special PIC
6970 relocation type, \I{PLT relocations}\i\c{WRT ..plt}. This is much
6971 easier than the GOT-based ones: you simply replace calls such as
6972 \c{CALL printf} with the PLT-relative version \c{CALL printf WRT
6973 ..plt}.
6976 \S{link} Generating the Library File
6978 Having written some code modules and assembled them to \c{.o} files,
6979 you then generate your shared library with a command such as
6981 \c ld -shared -o library.so module1.o module2.o       # for ELF
6982 \c ld -Bshareable -o library.so module1.o module2.o   # for BSD
6984 For ELF, if your shared library is going to reside in system
6985 directories such as \c{/usr/lib} or \c{/lib}, it is usually worth
6986 using the \i\c{-soname} flag to the linker, to store the final
6987 library file name, with a version number, into the library:
6989 \c ld -shared -soname library.so.1 -o library.so.1.2 *.o
6991 You would then copy \c{library.so.1.2} into the library directory,
6992 and create \c{library.so.1} as a symbolic link to it.
6995 \C{mixsize} Mixing 16 and 32 Bit Code
6997 This chapter tries to cover some of the issues, largely related to
6998 unusual forms of addressing and jump instructions, encountered when
6999 writing operating system code such as protected-mode initialisation
7000 routines, which require code that operates in mixed segment sizes,
7001 such as code in a 16-bit segment trying to modify data in a 32-bit
7002 one, or jumps between different-size segments.
7005 \H{mixjump} Mixed-Size Jumps\I{jumps, mixed-size}
7007 \I{operating system, writing}\I{writing operating systems}The most
7008 common form of \i{mixed-size instruction} is the one used when
7009 writing a 32-bit OS: having done your setup in 16-bit mode, such as
7010 loading the kernel, you then have to boot it by switching into
7011 protected mode and jumping to the 32-bit kernel start address. In a
7012 fully 32-bit OS, this tends to be the \e{only} mixed-size
7013 instruction you need, since everything before it can be done in pure
7014 16-bit code, and everything after it can be pure 32-bit.
7016 This jump must specify a 48-bit far address, since the target
7017 segment is a 32-bit one. However, it must be assembled in a 16-bit
7018 segment, so just coding, for example,
7020 \c         jmp     0x1234:0x56789ABC       ; wrong!
7022 will not work, since the offset part of the address will be
7023 truncated to \c{0x9ABC} and the jump will be an ordinary 16-bit far
7024 one.
7026 The Linux kernel setup code gets round the inability of \c{as86} to
7027 generate the required instruction by coding it manually, using
7028 \c{DB} instructions. NASM can go one better than that, by actually
7029 generating the right instruction itself. Here's how to do it right:
7031 \c         jmp     dword 0x1234:0x56789ABC         ; right
7033 \I\c{JMP DWORD}The \c{DWORD} prefix (strictly speaking, it should
7034 come \e{after} the colon, since it is declaring the \e{offset} field
7035 to be a doubleword; but NASM will accept either form, since both are
7036 unambiguous) forces the offset part to be treated as far, in the
7037 assumption that you are deliberately writing a jump from a 16-bit
7038 segment to a 32-bit one.
7040 You can do the reverse operation, jumping from a 32-bit segment to a
7041 16-bit one, by means of the \c{WORD} prefix:
7043 \c         jmp     word 0x8765:0x4321      ; 32 to 16 bit
7045 If the \c{WORD} prefix is specified in 16-bit mode, or the \c{DWORD}
7046 prefix in 32-bit mode, they will be ignored, since each is
7047 explicitly forcing NASM into a mode it was in anyway.
7050 \H{mixaddr} Addressing Between Different-Size Segments\I{addressing,
7051 mixed-size}\I{mixed-size addressing}
7053 If your OS is mixed 16 and 32-bit, or if you are writing a DOS
7054 extender, you are likely to have to deal with some 16-bit segments
7055 and some 32-bit ones. At some point, you will probably end up
7056 writing code in a 16-bit segment which has to access data in a
7057 32-bit segment, or vice versa.
7059 If the data you are trying to access in a 32-bit segment lies within
7060 the first 64K of the segment, you may be able to get away with using
7061 an ordinary 16-bit addressing operation for the purpose; but sooner
7062 or later, you will want to do 32-bit addressing from 16-bit mode.
7064 The easiest way to do this is to make sure you use a register for
7065 the address, since any effective address containing a 32-bit
7066 register is forced to be a 32-bit address. So you can do
7068 \c         mov     eax,offset_into_32_bit_segment_specified_by_fs
7069 \c         mov     dword [fs:eax],0x11223344
7071 This is fine, but slightly cumbersome (since it wastes an
7072 instruction and a register) if you already know the precise offset
7073 you are aiming at. The x86 architecture does allow 32-bit effective
7074 addresses to specify nothing but a 4-byte offset, so why shouldn't
7075 NASM be able to generate the best instruction for the purpose?
7077 It can. As in \k{mixjump}, you need only prefix the address with the
7078 \c{DWORD} keyword, and it will be forced to be a 32-bit address:
7080 \c         mov     dword [fs:dword my_offset],0x11223344
7082 Also as in \k{mixjump}, NASM is not fussy about whether the
7083 \c{DWORD} prefix comes before or after the segment override, so
7084 arguably a nicer-looking way to code the above instruction is
7086 \c         mov     dword [dword fs:my_offset],0x11223344
7088 Don't confuse the \c{DWORD} prefix \e{outside} the square brackets,
7089 which controls the size of the data stored at the address, with the
7090 one \c{inside} the square brackets which controls the length of the
7091 address itself. The two can quite easily be different:
7093 \c         mov     word [dword 0x12345678],0x9ABC
7095 This moves 16 bits of data to an address specified by a 32-bit
7096 offset.
7098 You can also specify \c{WORD} or \c{DWORD} prefixes along with the
7099 \c{FAR} prefix to indirect far jumps or calls. For example:
7101 \c         call    dword far [fs:word 0x4321]
7103 This instruction contains an address specified by a 16-bit offset;
7104 it loads a 48-bit far pointer from that (16-bit segment and 32-bit
7105 offset), and calls that address.
7108 \H{mixother} Other Mixed-Size Instructions
7110 The other way you might want to access data might be using the
7111 string instructions (\c{LODSx}, \c{STOSx} and so on) or the
7112 \c{XLATB} instruction. These instructions, since they take no
7113 parameters, might seem to have no easy way to make them perform
7114 32-bit addressing when assembled in a 16-bit segment.
7116 This is the purpose of NASM's \i\c{a16} and \i\c{a32} prefixes. If
7117 you are coding \c{LODSB} in a 16-bit segment but it is supposed to
7118 be accessing a string in a 32-bit segment, you should load the
7119 desired address into \c{ESI} and then code
7121 \c         a32     lodsb
7123 The prefix forces the addressing size to 32 bits, meaning that
7124 \c{LODSB} loads from \c{[DS:ESI]} instead of \c{[DS:SI]}. To access
7125 a string in a 16-bit segment when coding in a 32-bit one, the
7126 corresponding \c{a16} prefix can be used.
7128 The \c{a16} and \c{a32} prefixes can be applied to any instruction
7129 in NASM's instruction table, but most of them can generate all the
7130 useful forms without them. The prefixes are necessary only for
7131 instructions with implicit addressing:
7132 \# \c{CMPSx} (\k{insCMPSB}),
7133 \# \c{SCASx} (\k{insSCASB}), \c{LODSx} (\k{insLODSB}), \c{STOSx}
7134 \# (\k{insSTOSB}), \c{MOVSx} (\k{insMOVSB}), \c{INSx} (\k{insINSB}),
7135 \# \c{OUTSx} (\k{insOUTSB}), and \c{XLATB} (\k{insXLATB}).
7136 \c{CMPSx}, \c{SCASx}, \c{LODSx}, \c{STOSx}, \c{MOVSx}, \c{INSx},
7137 \c{OUTSx}, and \c{XLATB}.
7138 Also, the
7139 various push and pop instructions (\c{PUSHA} and \c{POPF} as well as
7140 the more usual \c{PUSH} and \c{POP}) can accept \c{a16} or \c{a32}
7141 prefixes to force a particular one of \c{SP} or \c{ESP} to be used
7142 as a stack pointer, in case the stack segment in use is a different
7143 size from the code segment.
7145 \c{PUSH} and \c{POP}, when applied to segment registers in 32-bit
7146 mode, also have the slightly odd behaviour that they push and pop 4
7147 bytes at a time, of which the top two are ignored and the bottom two
7148 give the value of the segment register being manipulated. To force
7149 the 16-bit behaviour of segment-register push and pop instructions,
7150 you can use the operand-size prefix \i\c{o16}:
7152 \c         o16 push    ss
7153 \c         o16 push    ds
7155 This code saves a doubleword of stack space by fitting two segment
7156 registers into the space which would normally be consumed by pushing
7157 one.
7159 (You can also use the \i\c{o32} prefix to force the 32-bit behaviour
7160 when in 16-bit mode, but this seems less useful.)
7163 \C{64bit} Writing 64-bit Code (Unix, Win64)
7165 This chapter attempts to cover some of the common issues involved when
7166 writing 64-bit code, to run under \i{Win64} or Unix.  It covers how to
7167 write assembly code to interface with 64-bit C routines, and how to
7168 write position-independent code for shared libraries.
7170 All 64-bit code uses a flat memory model, since segmentation is not
7171 available in 64-bit mode.  The one exception is the \c{FS} and \c{GS}
7172 registers, which still add their bases.
7174 Position independence in 64-bit mode is significantly simpler, since
7175 the processor supports \c{RIP}-relative addressing directly; see the
7176 \c{REL} keyword (\k{effaddr}).  On most 64-bit platforms, it is
7177 probably desirable to make that the default, using the directive
7178 \c{DEFAULT REL} (\k{default}).
7180 64-bit programming is relatively similar to 32-bit programming, but
7181 of course pointers are 64 bits long; additionally, all existing
7182 platforms pass arguments in registers rather than on the stack.
7183 Furthermore, 64-bit platforms use SSE2 by default for floating point.
7184 Please see the ABI documentation for your platform.
7186 64-bit platforms differ in the sizes of the fundamental datatypes, not
7187 just from 32-bit platforms but from each other.  If a specific size
7188 data type is desired, it is probably best to use the types defined in
7189 the Standard C header \c{<inttypes.h>}.
7191 In 64-bit mode, the default instruction size is still 32 bits.  When
7192 loading a value into a 32-bit register (but not an 8- or 16-bit
7193 register), the upper 32 bits of the corresponding 64-bit register are
7194 set to zero.
7196 \H{reg64} Register Names in 64-bit Mode
7198 NASM uses the following names for general-purpose registers in 64-bit
7199 mode, for 8-, 16-, 32- and 64-bit references, respecitively:
7201 \c      AL/AH, CL/CH, DL/DH, BL/BH, SPL, BPL, SIL, DIL, R8B-R15B
7202 \c      AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI, R8W-R15W
7203 \c      EAX, ECX, EDX, EBX, ESP, EBP, ESI, EDI, R8D-R15D
7204 \c      RAX, RCX, RDX, RBX, RSP, RBP, RSI, RDI, R8-R15
7206 This is consistent with the AMD documentation and most other
7207 assemblers.  The Intel documentation, however, uses the names
7208 \c{R8L-R15L} for 8-bit references to the higher registers.  It is
7209 possible to use those names by definiting them as macros; similarly,
7210 if one wants to use numeric names for the low 8 registers, define them
7211 as macros.  The standard macro package \c{altreg} (see \k{pkg_altreg})
7212 can be used for this purpose.
7214 \H{id64} Immediates and Displacements in 64-bit Mode
7216 In 64-bit mode, immediates and displacements are generally only 32
7217 bits wide.  NASM will therefore truncate most displacements and
7218 immediates to 32 bits.
7220 The only instruction which takes a full \i{64-bit immediate} is:
7222 \c      MOV reg64,imm64
7224 NASM will produce this instruction whenever the programmer uses
7225 \c{MOV} with an immediate into a 64-bit register.  If this is not
7226 desirable, simply specify the equivalent 32-bit register, which will
7227 be automatically zero-extended by the processor, or specify the
7228 immediate as \c{DWORD}:
7230 \c      mov rax,foo             ; 64-bit immediate
7231 \c      mov rax,qword foo       ; (identical)
7232 \c      mov eax,foo             ; 32-bit immediate, zero-extended
7233 \c      mov rax,dword foo       ; 32-bit immediate, sign-extended
7235 The length of these instructions are 10, 5 and 7 bytes, respectively.
7237 The only instructions which take a full \I{64-bit displacement}64-bit
7238 \e{displacement} is loading or storing, using \c{MOV}, \c{AL}, \c{AX},
7239 \c{EAX} or \c{RAX} (but no other registers) to an absolute 64-bit address.
7240 Since this is a relatively rarely used instruction (64-bit code generally uses
7241 relative addressing), the programmer has to explicitly declare the
7242 displacement size as \c{QWORD}:
7244 \c      default abs
7246 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit absolute disp, sign-extended
7247 \c      mov eax,[a32 foo]       ; 32-bit absolute disp, zero-extended
7248 \c      mov eax,[qword foo]     ; 64-bit absolute disp
7250 \c      default rel
7252 \c      mov eax,[foo]           ; 32-bit relative disp
7253 \c      mov eax,[a32 foo]       ; d:o, address truncated to 32 bits(!)
7254 \c      mov eax,[qword foo]     ; error
7255 \c      mov eax,[abs qword foo] ; 64-bit absolute disp
7257 A sign-extended absolute displacement can access from -2 GB to +2 GB;
7258 a zero-extended absolute displacement can access from 0 to 4 GB.
7260 \H{unix64} Interfacing to 64-bit C Programs (Unix)
7262 On Unix, the 64-bit ABI is defined by the document:
7264 \W{http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf}\c{http://www.x86-64.org/documentation/abi.pdf}
7266 Although written for AT&T-syntax assembly, the concepts apply equally
7267 well for NASM-style assembly.  What follows is a simplified summary.
7269 The first six integer arguments (from the left) are passed in \c{RDI},
7270 \c{RSI}, \c{RDX}, \c{RCX}, \c{R8}, and \c{R9}, in that order.
7271 Additional integer arguments are passed on the stack.  These
7272 registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and \c{R11} are destroyed by function
7273 calls, and thus are available for use by the function without saving.
7275 Integer return values are passed in \c{RAX} and \c{RDX}, in that order.
7277 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7278 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM7};
7279 return is \c{XMM0} and \c{XMM1}.  \c{long double} are passed on the
7280 stack, and returned in \c{ST(0)} and \c{ST(1)}.
7282 All SSE and x87 registers are destroyed by function calls.
7284 On 64-bit Unix, \c{long} is 64 bits.
7286 Integer and SSE register arguments are counted separately, so for the case of
7288 \c      void foo(long a, double b, int c)
7290 \c{a} is passed in \c{RDI}, \c{b} in \c{XMM0}, and \c{c} in \c{ESI}.
7292 \H{win64} Interfacing to 64-bit C Programs (Win64)
7294 The Win64 ABI is described at:
7296 \W{http://msdn2.microsoft.com/en-gb/library/ms794533.aspx}\c{http://msdn2.microsoft.com/en-gb/library/ms794533.aspx}
7298 What follows is a simplified summary.
7300 The first four integer arguments are passed in \c{RCX}, \c{RDX},
7301 \c{R8} and \c{R9}, in that order.  Additional integer arguments are
7302 passed on the stack.  These registers, plus \c{RAX}, \c{R10} and
7303 \c{R11} are destroyed by function calls, and thus are available for
7304 use by the function without saving.
7306 Integer return values are passed in \c{RAX} only.
7308 Floating point is done using SSE registers, except for \c{long
7309 double}.  Floating-point arguments are passed in \c{XMM0} to \c{XMM3};
7310 return is \c{XMM0} only.
7312 On Win64, \c{long} is 32 bits; \c{long long} or \c{_int64} is 64 bits.
7314 Integer and SSE register arguments are counted together, so for the case of
7316 \c      void foo(long long a, double b, int c)
7318 \c{a} is passed in \c{RCX}, \c{b} in \c{XMM1}, and \c{c} in \c{R8D}.
7320 \C{trouble} Troubleshooting
7322 This chapter describes some of the common problems that users have
7323 been known to encounter with NASM, and answers them. It also gives
7324 instructions for reporting bugs in NASM if you find a difficulty
7325 that isn't listed here.
7328 \H{problems} Common Problems
7330 \S{inefficient} NASM Generates \i{Inefficient Code}
7332 We sometimes get `bug' reports about NASM generating inefficient, or
7333 even `wrong', code on instructions such as \c{ADD ESP,8}. This is a
7334 deliberate design feature, connected to predictability of output:
7335 NASM, on seeing \c{ADD ESP,8}, will generate the form of the
7336 instruction which leaves room for a 32-bit offset. You need to code
7337 \I\c{BYTE}\c{ADD ESP,BYTE 8} if you want the space-efficient form of
7338 the instruction. This isn't a bug, it's user error: if you prefer to
7339 have NASM produce the more efficient code automatically enable
7340 optimization with the \c{-On} option (see \k{opt-On}).
7343 \S{jmprange} My Jumps are Out of Range\I{out of range, jumps}
7345 Similarly, people complain that when they issue \i{conditional
7346 jumps} (which are \c{SHORT} by default) that try to jump too far,
7347 NASM reports `short jump out of range' instead of making the jumps
7348 longer.
7350 This, again, is partly a predictability issue, but in fact has a
7351 more practical reason as well. NASM has no means of being told what
7352 type of processor the code it is generating will be run on; so it
7353 cannot decide for itself that it should generate \i\c{Jcc NEAR} type
7354 instructions, because it doesn't know that it's working for a 386 or
7355 above. Alternatively, it could replace the out-of-range short
7356 \c{JNE} instruction with a very short \c{JE} instruction that jumps
7357 over a \c{JMP NEAR}; this is a sensible solution for processors
7358 below a 386, but hardly efficient on processors which have good
7359 branch prediction \e{and} could have used \c{JNE NEAR} instead. So,
7360 once again, it's up to the user, not the assembler, to decide what
7361 instructions should be generated. See \k{opt-On}.
7364 \S{proborg} \i\c{ORG} Doesn't Work
7366 People writing \i{boot sector} programs in the \c{bin} format often
7367 complain that \c{ORG} doesn't work the way they'd like: in order to
7368 place the \c{0xAA55} signature word at the end of a 512-byte boot
7369 sector, people who are used to MASM tend to code
7371 \c         ORG 0
7373 \c         ; some boot sector code
7375 \c         ORG 510
7376 \c         DW 0xAA55
7378 This is not the intended use of the \c{ORG} directive in NASM, and
7379 will not work. The correct way to solve this problem in NASM is to
7380 use the \i\c{TIMES} directive, like this:
7382 \c         ORG 0
7384 \c         ; some boot sector code
7386 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7387 \c         DW 0xAA55
7389 The \c{TIMES} directive will insert exactly enough zero bytes into
7390 the output to move the assembly point up to 510. This method also
7391 has the advantage that if you accidentally fill your boot sector too
7392 full, NASM will catch the problem at assembly time and report it, so
7393 you won't end up with a boot sector that you have to disassemble to
7394 find out what's wrong with it.
7397 \S{probtimes} \i\c{TIMES} Doesn't Work
7399 The other common problem with the above code is people who write the
7400 \c{TIMES} line as
7402 \c         TIMES 510-$ DB 0
7404 by reasoning that \c{$} should be a pure number, just like 510, so
7405 the difference between them is also a pure number and can happily be
7406 fed to \c{TIMES}.
7408 NASM is a \e{modular} assembler: the various component parts are
7409 designed to be easily separable for re-use, so they don't exchange
7410 information unnecessarily. In consequence, the \c{bin} output
7411 format, even though it has been told by the \c{ORG} directive that
7412 the \c{.text} section should start at 0, does not pass that
7413 information back to the expression evaluator. So from the
7414 evaluator's point of view, \c{$} isn't a pure number: it's an offset
7415 from a section base. Therefore the difference between \c{$} and 510
7416 is also not a pure number, but involves a section base. Values
7417 involving section bases cannot be passed as arguments to \c{TIMES}.
7419 The solution, as in the previous section, is to code the \c{TIMES}
7420 line in the form
7422 \c         TIMES 510-($-$$) DB 0
7424 in which \c{$} and \c{$$} are offsets from the same section base,
7425 and so their difference is a pure number. This will solve the
7426 problem and generate sensible code.
7429 \H{bugs} \i{Bugs}\I{reporting bugs}
7431 We have never yet released a version of NASM with any \e{known}
7432 bugs. That doesn't usually stop there being plenty we didn't know
7433 about, though. Any that you find should be reported firstly via the
7434 \i\c{bugtracker} at
7435 \W{https://sourceforge.net/projects/nasm/}\c{https://sourceforge.net/projects/nasm/}
7436 (click on "Bugs"), or if that fails then through one of the
7437 contacts in \k{contact}.
7439 Please read \k{qstart} first, and don't report the bug if it's
7440 listed in there as a deliberate feature. (If you think the feature
7441 is badly thought out, feel free to send us reasons why you think it
7442 should be changed, but don't just send us mail saying `This is a
7443 bug' if the documentation says we did it on purpose.) Then read
7444 \k{problems}, and don't bother reporting the bug if it's listed
7445 there.
7447 If you do report a bug, \e{please} give us all of the following
7448 information:
7450 \b What operating system you're running NASM under. DOS, Linux,
7451 NetBSD, Win16, Win32, VMS (I'd be impressed), whatever.
7453 \b If you're running NASM under DOS or Win32, tell us whether you've
7454 compiled your own executable from the DOS source archive, or whether
7455 you were using the standard distribution binaries out of the
7456 archive. If you were using a locally built executable, try to
7457 reproduce the problem using one of the standard binaries, as this
7458 will make it easier for us to reproduce your problem prior to fixing
7461 \b Which version of NASM you're using, and exactly how you invoked
7462 it. Give us the precise command line, and the contents of the
7463 \c{NASMENV} environment variable if any.
7465 \b Which versions of any supplementary programs you're using, and
7466 how you invoked them. If the problem only becomes visible at link
7467 time, tell us what linker you're using, what version of it you've
7468 got, and the exact linker command line. If the problem involves
7469 linking against object files generated by a compiler, tell us what
7470 compiler, what version, and what command line or options you used.
7471 (If you're compiling in an IDE, please try to reproduce the problem
7472 with the command-line version of the compiler.)
7474 \b If at all possible, send us a NASM source file which exhibits the
7475 problem. If this causes copyright problems (e.g. you can only
7476 reproduce the bug in restricted-distribution code) then bear in mind
7477 the following two points: firstly, we guarantee that any source code
7478 sent to us for the purposes of debugging NASM will be used \e{only}
7479 for the purposes of debugging NASM, and that we will delete all our
7480 copies of it as soon as we have found and fixed the bug or bugs in
7481 question; and secondly, we would prefer \e{not} to be mailed large
7482 chunks of code anyway. The smaller the file, the better. A
7483 three-line sample file that does nothing useful \e{except}
7484 demonstrate the problem is much easier to work with than a
7485 fully fledged ten-thousand-line program. (Of course, some errors
7486 \e{do} only crop up in large files, so this may not be possible.)
7488 \b A description of what the problem actually \e{is}. `It doesn't
7489 work' is \e{not} a helpful description! Please describe exactly what
7490 is happening that shouldn't be, or what isn't happening that should.
7491 Examples might be: `NASM generates an error message saying Line 3
7492 for an error that's actually on Line 5'; `NASM generates an error
7493 message that I believe it shouldn't be generating at all'; `NASM
7494 fails to generate an error message that I believe it \e{should} be
7495 generating'; `the object file produced from this source code crashes
7496 my linker'; `the ninth byte of the output file is 66 and I think it
7497 should be 77 instead'.
7499 \b If you believe the output file from NASM to be faulty, send it to
7500 us. That allows us to determine whether our own copy of NASM
7501 generates the same file, or whether the problem is related to
7502 portability issues between our development platforms and yours. We
7503 can handle binary files mailed to us as MIME attachments, uuencoded,
7504 and even BinHex. Alternatively, we may be able to provide an FTP
7505 site you can upload the suspect files to; but mailing them is easier
7506 for us.
7508 \b Any other information or data files that might be helpful. If,
7509 for example, the problem involves NASM failing to generate an object
7510 file while TASM can generate an equivalent file without trouble,
7511 then send us \e{both} object files, so we can see what TASM is doing
7512 differently from us.
7515 \A{ndisasm} \i{Ndisasm}
7517                   The Netwide Disassembler, NDISASM
7519 \H{ndisintro} Introduction
7522 The Netwide Disassembler is a small companion program to the Netwide
7523 Assembler, NASM. It seemed a shame to have an x86 assembler,
7524 complete with a full instruction table, and not make as much use of
7525 it as possible, so here's a disassembler which shares the
7526 instruction table (and some other bits of code) with NASM.
7528 The Netwide Disassembler does nothing except to produce
7529 disassemblies of \e{binary} source files. NDISASM does not have any
7530 understanding of object file formats, like \c{objdump}, and it will
7531 not understand \c{DOS .EXE} files like \c{debug} will. It just
7532 disassembles.
7535 \H{ndisstart} Getting Started: Installation
7537 See \k{install} for installation instructions. NDISASM, like NASM,
7538 has a \c{man page} which you may want to put somewhere useful, if you
7539 are on a Unix system.
7542 \H{ndisrun} Running NDISASM
7544 To disassemble a file, you will typically use a command of the form
7546 \c        ndisasm -b {16|32|64} filename
7548 NDISASM can disassemble 16-, 32- or 64-bit code equally easily,
7549 provided of course that you remember to specify which it is to work
7550 with. If no \i\c{-b} switch is present, NDISASM works in 16-bit mode
7551 by default. The \i\c{-u} switch (for USE32) also invokes 32-bit mode.
7553 Two more command line options are \i\c{-r} which reports the version
7554 number of NDISASM you are running, and \i\c{-h} which gives a short
7555 summary of command line options.
7558 \S{ndiscom} COM Files: Specifying an Origin
7560 To disassemble a \c{DOS .COM} file correctly, a disassembler must assume
7561 that the first instruction in the file is loaded at address \c{0x100},
7562 rather than at zero. NDISASM, which assumes by default that any file
7563 you give it is loaded at zero, will therefore need to be informed of
7564 this.
7566 The \i\c{-o} option allows you to declare a different origin for the
7567 file you are disassembling. Its argument may be expressed in any of
7568 the NASM numeric formats: decimal by default, if it begins with `\c{$}'
7569 or `\c{0x}' or ends in `\c{H}' it's \c{hex}, if it ends in `\c{Q}' it's
7570 \c{octal}, and if it ends in `\c{B}' it's \c{binary}.
7572 Hence, to disassemble a \c{.COM} file:
7574 \c        ndisasm -o100h filename.com
7576 will do the trick.
7579 \S{ndissync} Code Following Data: Synchronisation
7581 Suppose you are disassembling a file which contains some data which
7582 isn't machine code, and \e{then} contains some machine code. NDISASM
7583 will faithfully plough through the data section, producing machine
7584 instructions wherever it can (although most of them will look
7585 bizarre, and some may have unusual prefixes, e.g. `\c{FS OR AX,0x240A}'),
7586 and generating `DB' instructions ever so often if it's totally stumped.
7587 Then it will reach the code section.
7589 Supposing NDISASM has just finished generating a strange machine
7590 instruction from part of the data section, and its file position is
7591 now one byte \e{before} the beginning of the code section. It's
7592 entirely possible that another spurious instruction will get
7593 generated, starting with the final byte of the data section, and
7594 then the correct first instruction in the code section will not be
7595 seen because the starting point skipped over it. This isn't really
7596 ideal.
7598 To avoid this, you can specify a `\i\c{synchronisation}' point, or indeed
7599 as many synchronisation points as you like (although NDISASM can
7600 only handle 8192 sync points internally). The definition of a sync
7601 point is this: NDISASM guarantees to hit sync points exactly during
7602 disassembly. If it is thinking about generating an instruction which
7603 would cause it to jump over a sync point, it will discard that
7604 instruction and output a `\c{db}' instead. So it \e{will} start
7605 disassembly exactly from the sync point, and so you \e{will} see all
7606 the instructions in your code section.
7608 Sync points are specified using the \i\c{-s} option: they are measured
7609 in terms of the program origin, not the file position. So if you
7610 want to synchronize after 32 bytes of a \c{.COM} file, you would have to
7613 \c        ndisasm -o100h -s120h file.com
7615 rather than
7617 \c        ndisasm -o100h -s20h file.com
7619 As stated above, you can specify multiple sync markers if you need
7620 to, just by repeating the \c{-s} option.
7623 \S{ndisisync} Mixed Code and Data: Automatic (Intelligent) Synchronisation
7624 \I\c{auto-sync}
7626 Suppose you are disassembling the boot sector of a \c{DOS} floppy (maybe
7627 it has a virus, and you need to understand the virus so that you
7628 know what kinds of damage it might have done you). Typically, this
7629 will contain a \c{JMP} instruction, then some data, then the rest of the
7630 code. So there is a very good chance of NDISASM being \e{misaligned}
7631 when the data ends and the code begins. Hence a sync point is
7632 needed.
7634 On the other hand, why should you have to specify the sync point
7635 manually? What you'd do in order to find where the sync point would
7636 be, surely, would be to read the \c{JMP} instruction, and then to use
7637 its target address as a sync point. So can NDISASM do that for you?
7639 The answer, of course, is yes: using either of the synonymous
7640 switches \i\c{-a} (for automatic sync) or \i\c{-i} (for intelligent
7641 sync) will enable \c{auto-sync} mode. Auto-sync mode automatically
7642 generates a sync point for any forward-referring PC-relative jump or
7643 call instruction that NDISASM encounters. (Since NDISASM is one-pass,
7644 if it encounters a PC-relative jump whose target has already been
7645 processed, there isn't much it can do about it...)
7647 Only PC-relative jumps are processed, since an absolute jump is
7648 either through a register (in which case NDISASM doesn't know what
7649 the register contains) or involves a segment address (in which case
7650 the target code isn't in the same segment that NDISASM is working
7651 in, and so the sync point can't be placed anywhere useful).
7653 For some kinds of file, this mechanism will automatically put sync
7654 points in all the right places, and save you from having to place
7655 any sync points manually. However, it should be stressed that
7656 auto-sync mode is \e{not} guaranteed to catch all the sync points, and
7657 you may still have to place some manually.
7659 Auto-sync mode doesn't prevent you from declaring manual sync
7660 points: it just adds automatically generated ones to the ones you
7661 provide. It's perfectly feasible to specify \c{-i} \e{and} some \c{-s}
7662 options.
7664 Another caveat with auto-sync mode is that if, by some unpleasant
7665 fluke, something in your data section should disassemble to a
7666 PC-relative call or jump instruction, NDISASM may obediently place a
7667 sync point in a totally random place, for example in the middle of
7668 one of the instructions in your code section. So you may end up with
7669 a wrong disassembly even if you use auto-sync. Again, there isn't
7670 much I can do about this. If you have problems, you'll have to use
7671 manual sync points, or use the \c{-k} option (documented below) to
7672 suppress disassembly of the data area.
7675 \S{ndisother} Other Options
7677 The \i\c{-e} option skips a header on the file, by ignoring the first N
7678 bytes. This means that the header is \e{not} counted towards the
7679 disassembly offset: if you give \c{-e10 -o10}, disassembly will start
7680 at byte 10 in the file, and this will be given offset 10, not 20.
7682 The \i\c{-k} option is provided with two comma-separated numeric
7683 arguments, the first of which is an assembly offset and the second
7684 is a number of bytes to skip. This \e{will} count the skipped bytes
7685 towards the assembly offset: its use is to suppress disassembly of a
7686 data section which wouldn't contain anything you wanted to see
7687 anyway.
7690 \H{ndisbugs} Bugs and Improvements
7692 There are no known bugs. However, any you find, with patches if
7693 possible, should be sent to
7694 \W{mailto:nasm-bugs@lists.sourceforge.net}\c{nasm-bugs@lists.sourceforge.net}, or to the
7695 developer's site at
7696 \W{https://sourceforge.net/projects/nasm/}\c{https://sourceforge.net/projects/nasm/}
7697 and we'll try to fix them. Feel free to send contributions and
7698 new features as well.
7700 \A{inslist} \i{Instruction List}
7702 \H{inslistintro} Introduction
7704 The following sections show the instructions which NASM currently supports. For each
7705 instruction, there is a separate entry for each supported addressing mode. The third
7706 column shows the processor type in which the instruction was introduced and,
7707  when appropriate, one or more usage flags.
7709 \& inslist.src
7711 \A{changelog} \i{NASM Version History}
7713 \& changes.src